Temp´erature du ciel mesur´ee par CLIMAT

Conditions d’observations

Les conditions d’observation, au dessus du site, pour les deux jours concern´es sont pr´esent´ees dans le tableau4.2. En raison des conditions atmosph´eriques variables, le 10/03/1993, entre Paris et Bruxelles,

Jour H_d H_f Conditions

10/03/1995 9 h 17 h ciel voil´e de cirrus 23/03/1995 20 h 2 h ciel clair

Table 4.2: Conditions m´et´eorologiques pour les deux journ´ees de mesures de la temp´erature de brillance de ciel.

il ne nous a pas ´et´e possible d’utiliser les sondages ballons, r´ealis´es aux deux centres m´et´eorologiques de Trappes (Paris) et Uccle (Bruxelles). Par contre le 23/03/1995 pr´esentait des conditions de ciel clair, stables sur l’ensemble de la r´egion. Les profils de temp´eratures et d’humidit´e relatives, fournies pour ce jour par les deux stations, sont compar´es sur la figure4.4.

Comportement du prototype CLIMAT

Les conditions r´eelles d’utilisation du prototype nous permettent d’´etudier son comportement lors des variations de la temp´erature ambiante. Nous avons observ´e lors de l’exp´erience en laboratoire, dans une enceinte thermostat´ee, que des variations thermiques de l’ordre de 10^o n’affecte pas la pr´ecision de la mesure. Qu’en est il sur le terrain?

Les variations de la temp´erature du d´etecteur, au cours des deux jours pr´esent´ees, sont de l’ordre de ±6 ^oC. Une mesure de r´ef´erence (miroir) est r´ealis´ee pour chaque mesure du signal utile. Nous n’observons, dans un premier temps, aucune d´erive du signal de r´ef´erence mesur´e par le prototype avec le miroir, et qui r´ev´elerait des gradients de temp´erature `a l’int´erieur de la cavit´e contenant le d´etecteur. Dans un second temps nous comparons l’´evolution de la temp´erature de brillance du ciel restitu´ee dans les quatres canaux, pour les deux journ´ees et pour les deux radiom`etres(figures4.5et4.6). L’´evolution des

Figure 4.4: Comparaison des profils de temp´erature et d’humidit´e relative, fournis par Uccle et Trappes, mesur´es lors des sondages ballons de 23h le 23/03/1995.

temp´eratures restitu´ees avec le prototype CLIMAT ne montre pas de variations temporelles singuli`eres. Elle est tout `a fait en accord avec l’´evolution des temp´eratures restitu´ees avec le Barnes PRT−5.

La r´ealisition syst´ematique de mesures de r´ef´erence miroir n´ecessite par ailleurs d’interompre pendant 1s la mesure utile. A quel point, la r´eduction de la fr´equence de ces mesures de r´ef´erence diminuerai−elle la pr´ecision sur les mesures? Peut−on fixer arbitrairement cette fr´equence ou doit−on surveiller l’´evolution de la temp´erature du d´etecteur et r´ealiser une vis´ee de r´ef´erence au moment opportun? L’´etude de ces questions n’est pas abord´e dans ce m´emoire, elle sera discut´ee ult´erieurement. Il n’est en outre pas n´ecessaire de r´ealiser d’autres mesures en laboratoire ou sur le terrain pour y r´epondre. Nous pouvons utiliser les mesures d´ej`a effectu´ees en ´eliminant une mesures de r´ef´erence sur deux, une sur trois, etc. . .

Temp´eratures de brillance du ciel restitu´ees

Nous pr´esentons sur la figure 4.5 les r´esultats obtenus le 10/03/95 de jour, et sur la figure 4.6 le 23/03/1995 de nuit. Nous constatons que l’´evolution de la temp´erature du ciel est vue de la mˆeme fac¸on dans tous les canaux. En particulier, le comportement du canal large de CLIMAT s’accorde parfaitement avec celui du Barnes. Les temp´eratures restitu´ees dans le canal spectral du Barnes par les mesures ou par le calcul sont en outre toujours sup´erieures aux temp´eratures restitu´ees dans le canal 1 de CLIMAT. L’´ecart s’explique par la contribution du gaz carbonique entre 14 et 16µm prise en compte dans le canal spectral du Barnes et pas dans le canal 1 de CLIMAT (figure4.2).

Nous avons report´e, pour la journ´ee du 10/03/1995, le r´esultat de la simulation avec le code Lowtran−7 pour le mod`ele standard US1976 ( sur la figure 4.5). Le 10/03/1995 ne pr´esentait pas des conditions de ciel clair id´eales. La pr´esence de cirrus dans le ciel au moment des mesures explique les temp´eratures plus ´elev´ees mesur´ees dans les diff´erents canaux des radiom`etres Barnes et CLIMAT. Elle explique en outre les ´ecarts entre les temp´eratures mesur´ees et les temp´eratures calcul´ees par le code Lowtran−7 avec le mod`ele standard US1976.

Nous avons aussi report´e, pour la journ´ee du 23/03/1995, les r´esultats des simulations avec le code Lowtran−7 pour les profils mesur´es `a Uccle et Trappes (Symboles pleins et vides) et pour le mod`ele standard Midlatitude Winter (symbole ×). La temp´erature du ciel dans le canal 3, dans la r´egion du

Figure 4.5:Temp´eratures de ciel clair mesur´ees par les radiom`etres Barnes et CLIMAT le 10/03/1995. Nous avons report´e les r´esultats du calcul avec le Lowtran−7 en utilisant le mod`ele standard US1976.

Figure 4.6:Temp´eratures de ciel clair mesur´ees par les radiom`etres Barnes et CLIMAT le 23/03/1995. Nous avons aussi report´e les r´esultats du calcul avec le Lowtran−7 en utilisant les profils atmosph´eriques d’ Uccle et de Trappes, et le mod`ele standard Midlatitude Winter.

spectre o`u l’absorption par la vapeur d’eau est faible, est plus basse que dans les autres canaux. Les temp´eratures ´elev´ees, mesur´ees et calcul´ees dans le canal 4, sont dues `a une absorption par la vapeur d’eau plus importante que dans les autres canaux du radiom`etre CLIMAT.