Apport des observations satellitaires hyperspectrales infrarouges IASI au-dessus des continents dans le modèle météorologique à échelle convective AROME

Le sondeur infrarouge hyperspectral IASI (Interferometre Atmospherique de Sondage Infrarouge, developpe conjointement par le CNES et EUMETSAT et embarque a bord des satellites defilants Metop A, Metop B et tres prochainement Metop C (2006, 2012 et 2018, respectivement)) apporte une tres grande quantite d’informations permettant, entre autres, de decrire finement les parametres de surface (temperature et emissivite sur une large gamme de longueurs d’onde). Neanmoins, les previsions de temperature des surfaces continentales ne sont pas encore suffisamment realistes pour utiliser l’information infrarouge en basse troposphere et proche de la surface au-dessus des continents car les radiances sensibles a ces regions sont fortement affectees par la variation des parametres de surface (tels que la temperature, l’emissivite et l’humidite) et par la presence des nuages. Ceci peut conduire a un ecart parfois important entre les observations et les simulations, conduisant a un rejet important des observations et a une mauvaise detection nuageuse. De ce fait, l’objectif principal de la these est l’amelioration des analyses et des previsions par l’augmentation des observations IASI assimilees sur les continents dans le modele a aire limitee AROME. La premiere partie du travail s’est focalisee sur l’identification du canal IASI le plus approprie a la restitution de la temperature de surface (Ts). En poursuivant les travaux de these de [Vincensini, 2013], cinq canaux IASI localises entre 901.50 cm−1 et 1115.75 cm−1 ont ete selectionnes pour une meilleure prise en compte des basses couches de l’atmosphere plus particulierement en termes de temperature et d’humidite. La restitution de la Ts s’est faite par inversion de l’equation du transfert radiatif [Karbou et al., 2006] en utilisant le modele de transfert radiatif RTTOV et l’atlas d’emissivite developpe par l’universite de Wisconsin. Le canal IASI 1194 (943.25 cm−1) a ete retenu pour la restitution des Ts suite a une serie de comparaisons effectuees entre la Ts restituee a partir des differents canaux IASI selectionnes et celle de l’ebauche. Aussi, des comparaisons ont ete realisees entre les Ts restituees a partir de IASI et celles restituees a partir de SEVIRI et de AVHRR. La seconde partie du travail a repose sur l’etude de l’impact de l’utilisation de la Ts restituee a partir du canal IASI 1194 dans les processus de simulation et d’assimilation des canaux IASI utilises dans les modeles de prevision numerique du temps de Meteo-France (AROME et ARPEGE). La Ts restituee a partir du canal IASI 1194 a ete integree dans le modele RTTOV pour ameliorer les simulations des autres observations IASI sensibles a la surface. L’impact sur la detection nuageuse issue de l’algorithme de [McNally and Watts, 2003] a egalement ete evalue. Par la suite, d’autres experiences ont ete menes pour etudier l’impact de l’utilisation des Ts restituees sur l’assimilation de donnees et sur l’amelioration de la selection des canaux IASI sur terre dans le modele AROME. L’impact sur les analyses et les previsions ont ete egalement decrits.