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Apport des mesures du radar à synthèse d'ouverture de Sentinel-1 pour l'étude des propriétés du manteau neigeux / Gaëlle Veyssière (2019)  

Public Titre : Apport des mesures du radar à synthèse d'ouverture de Sentinel-1 pour l'étude des propriétés du manteau neigeux Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Gaëlle Veyssière, Auteur ; Fatima Karbou, Directeur de thèse ; Samuel Morin, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse Année de publication : 2019 Importance : 115 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse délivré par l'Institut National Polytechnique de Toulouse, Océan, Atmosphère, Climat Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] Alpes (France) [Termes IGN] avalanche [Termes IGN] coefficient de rétrodiffusion [Termes IGN] écho radar [Termes IGN] image radar moirée [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] manteau neigeux [Termes IGN] modèle de rétrodiffusion [Termes IGN] prévention des risques [Termes IGN] radar à antenne synthétique [Termes IGN] ressources en eau Résumé : (auteur) Le suivi de l’évolution du manteau neigeux est directement lié à des enjeux socio-économiques majeurs en zone de montagne. Parmi ces enjeux figure la prévision du risque d’avalanche qui s’appuie principalement sur des observations et sur la connaissance de l’état du manteau neigeux et de son évolution dans le temps. Dans cette thèse, co-financée par le CNES et par Météo- France, nous avons évalué l’apport d’observations de télédétection spatiale active micro-ondes issues du radar à synthèse d’ouverture (SAR) de Sentinel-1, pour suivre l’évolution de certaines propriétés du manteau neigeux. Dans un premier temps, nous avons évalué la chaîne de modélisation SAFRAN-ISBA/Crocus-MEMLS par rapport aux données Sentinel-1 pré-traitées sur 3 saisons hivernales de 2014 à 2017, sur une zone de 2310 km2 à 20 m de résolution dans les Alpes du Nord françaises. Nous avons montré que les données SAR étaient pertinentes pour suivre l’évolution du manteau neigeux et, avons démontré la capacité de la chaîne de modélisation à reproduire les variations du signal observé dans le temps malgré de forts biais négatifs en cas de neige humide. Nous nous sommes intéressés à la valeur ajoutée des observations SAR de Sentinel-1 pour cartographier la neige humide, c’est-à-dire, la neige avec un taux élevé d’eau liquide. Des comparaisons ont été effectuées entre les produits neige humide obtenus par Sentinel-1 et les produits neige de Sentinel-2 distribués par Theia. Cette étude a été menée sur la saison hivernale 2017-2018, qui a connu un enneigement exceptionnel. Ces travaux ouvrent la voie à l’assimilation de données de télédétection SAR dans le modèle de neige Crocus ainsi qu’à une plus grande exploitation de ces données dans le cadre du suivi de l’enneigement pour de multiples applications. Note de contenu : Introduction générale 1- Contexte scientifique, État de l’art des méthodes 2- Évaluation des simulations de coefficients de rétrodiffusion par rapport aux données SAR de Sentinel-1 3- Détection de la neige humide par imagerie SAR 4- Conclusions générales et perspectives Numéro de notice : 25842 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Océan, Atmosphère, Climat : Toulouse : 2019 Organisme de stage : Groupe d'étude de l'Atmosphère Météorologique nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://oatao.univ-toulouse.fr/25350/1/Veyssiere.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95249

Potential use of surface-sensitive microwave observations over land in numerical weather prediction / E. Gerard in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 49 n° 4 (April 2011)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 49 n° 4 (April 2011) . - pp 1251 - 1262 Titre : Potential use of surface-sensitive microwave observations over land in numerical weather prediction Type de document : Article/Communication Auteurs : E. Gerard, Auteur ; Fatima Karbou, Auteur ; Florence Rabier, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp 1251 - 1262 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] intégration de données [Termes IGN] prévision météorologique [Termes IGN] Special sensor microwave imager [Termes IGN] télédétection en hyperfréquence Résumé : (Auteur) This paper describes several sensitivity studies carried out with the French global 4-D-Var system to check its ability to assimilate surface-sensitive observations over land from the Special Sensor Microwave Imager (SSM/I). As well as a sound knowledge of land-surface parameters, the assimilation of SSM/I observations requires effective rain-detection and bias-correction algorithms. Three sensitivity components are hence analyzed with a special emphasis on the land-surface emissivity at SSM/I frequencies estimated from satellite observations. Several rain algorithms were tested to reject cloudy/rainy observations over land, and the bias-correction scheme was adapted to improve its performance over land and sea surfaces. Once these problems have been outlined, a global 4-D-Var assimilation experiment which assimilates SSM/I observations over land surfaces was run and compared with a control experiment. The impact on forecast scores has been found to be globally positive. Nevertheless, the very high sensitivity of SSM/I to each of the three components presented in this study is characterized by opposite effects that, once clustered together, lead to some residual biases over land due to their combined effects. Numéro de notice : A2011-132 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2010.2075936 Date de publication en ligne : 21/10/2010 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2010.2075936 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=30911 [article]

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Global 4DVAR assimilation and forecast experiments using AMSU observations over land. Part II: Impacts of assimilating surface-sensitive channels on the African monsoon during AMMA / Fatima Karbou in Weather and Forecasting, vol 25 n° 1 (February 2010)    

Public [article]  inWeather and Forecasting > vol 25 n° 1 (February 2010) . - pp Titre : Global 4DVAR assimilation and forecast experiments using AMSU observations over land. Part II: Impacts of assimilating surface-sensitive channels on the African monsoon during AMMA Type de document : Article/Communication Auteurs : Fatima Karbou, Auteur ; Florence Rabier, Auteur ; Jean-Philippe Lafore, Auteur ; Jean-Luc Redelsperger, Auteur ; Olivier Bock , Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : pp Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] Afrique occidentale [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] coordonnées GPS [Termes IGN] données météorologiques [Termes IGN] emissivité [Termes IGN] étude de faisabilité [Termes IGN] humidité de l'air [Termes IGN] image NOAA-AMSU [Termes IGN] mousson [Termes IGN] prévision météorologique Résumé : (auteur) Observations from Advanced Microwave Sounding Unit-A and -B (AMSU-A and -B) have been more intensively used over sea than over land because of large uncertainties about the land surface emissivity and the skin temperature. Several methods based on a direct estimation of the land emissivity from satellite observations have been found to be very useful for improving the assimilation of sounding channels over land. Feasibility studies have been conducted within the Météo-France global assimilation system in order to examine the possibility of assimilating low-level atmospheric observations receiving a contribution from the land surface. The present study reports on three 2-month assimilation and forecast experiments, which include the assimilation of surface-sensitive observations from AMSU-A and -B together with a control experiment, which represents the operational model. The assimilation experiments have been compared with the control, and important changes in the analyzed atmospheric fields and in the precipitation forecasts over parts of the tropics, and especially over West Africa, have been noticed. The experiments seem to emphasize the atmospheric moistening in India, South America, and in West Africa, together with atmospheric drying over Saudi Arabia and northeast Africa. The drying or moistening of the atmosphere has been successfully evaluated using independent measurements from the GPS African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) network. Precipitation and OLR forecasts have also been examined and compared with independent measurements. Physically, the changes result in a better-organized African monsoon with a stronger ITCZ in terms of ascent, vorticity, and precipitation, but there is no northward shift of the monsoon system. Low-level humidity observations have been found to have important impacts on the analysis and to produce positive impacts on forecast scores over the tropics. Numéro de notice : A2010-664 Affiliation des auteurs : LAREG+Ext (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1175/2009WAF2222244.1 Date de publication en ligne : 01/02/2010 En ligne : https://doi.org/10.1175/2009WAF2222244.1 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91770 [article]

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Microwave land emissivity calculations using AMSU measurements / Fatima Karbou in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 43 n° 5 (May 2005)

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 43 n° 5 (May 2005) . - pp 948 - 959 Titre : Microwave land emissivity calculations using AMSU measurements Type de document : Article/Communication Auteurs : Fatima Karbou, Auteur ; C. Prigent, Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 948 - 959 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] Advanced Microwave Sounding Unit [Termes IGN] emissivité [Termes IGN] image DMSP-SSM/I [Termes IGN] image NOAA-AMSU [Termes IGN] surface du sol [Termes IGN] télédétection en hyperfréquence Résumé : (Auteur) Atmospheric parameter retrievals over land from Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU) measurements, such as atmospheric temperature and moisture profiles, could be possible using a reliable estimate of the land emissivity. The land surface emissivities have been calculated using six months of data, for 30 beam positions (observation zenith angles from 58° to +58°) and the 23.8-, 31.4-, 50.3-, 89-, and 150-GHz channels. The emissivity calculation covers a large area including Africa, Eurasia, and Eastern South America. The day-to-day variability of the emissivity is less than 2% in these channels. The angular and spectral dependence of the emissivity is studied. The obtained AMSU emissivities are in good agreement with the previously derived SSMI ones. The scan asymmetry problem has been evidenced for AMSU-A channels. And possible extrapolation of the emissivity from window channels to sounding ones has been successfully tested. Numéro de notice : A2005-214 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27351 [article]

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