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Termes IGN > sciences naturelles > sciences de la Terre et de l'univers > géosciences > géographie physique > météorologie > humidité de l'air > teneur en vapeur d'eau
teneur en vapeur d'eauSynonyme(s)humidité spécifiqueVoir aussi |
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Titre : Zenith delay correction with GPT2w : improvement of a "blind" tropospheric correction model Type de document : Mémoire Auteurs : Grégory Pain, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2013 Importance : 64 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] correction troposphérique
[Termes IGN] hydrostatique
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] retard troposphérique
[Termes IGN] température en altitude
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eauIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Une des erreurs les plus importantes dans les observations en géodésie spatiale comme les systèmes globaux de positionnement par satellites(GNSS)est la modélisation de la traversée de l'atmosphère. C'est pourquoi, la détermination des délais troposphériques est particulièrement importante. Ces délais peuvent être séparés en deux parties indépendantes: une partie humide, l'autre dite hydrostatique (Saastamoinen, 1973).Partant d'un modèle empirique “aveugle” appelé GPT2 capable de déterminer la partie hydrostatique de ces délais (Lagler et al., 2013), un nouveau modèlenomméGPT2w fut développé lors de ce stage et est présenté dans ce rapport. Basé sur des données météorologiques du modèle numérique ERA-Interim du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT, ECMWF en anglais), deux nouveaux paramètres un facteur de décroissance de la vapeur d'eau et une température moyenne ont été introduits pour pouvoir calculer la partie humide comme suggéré par (Askne and Nordius, 1987)et sont donc maintenant délivrés par GPT2w. Après avoir déterminé la résolution nécessaire pour ces paramètres (1° x 1° contre 5° x 5° pour GPT2), une comparaison avec des délais troposphériques dérivés de mesures GPS a été réalisée pour 167stations IGS de référence sur la période 2011-2012. GPT2w présente ainsi un biais moyen de -0.1 mm et une RMS de 39.9 mm. Note de contenu : INTRODUCTION
1 TECHNICAL BACKGROUNDS
1.1 Definition of zenith delays
1.1.1 Zenith hydrostatic delays
1.1.2 Zenith wet delays
1.1.3 Ray tracing
1.2 Objectives & Context
1.2.1 GPT2
1.2.2 Definition of the new parameters
1.2.3 Presentation of the used data
1.3 Data processing
1.3.1 Harmonic decomposition
1.3.2 Validation Phase
2 INTRODUCTION OF NEW PARAMETERS
2.1 Water vapor decrease factor
2.1.1 Choice of the grid
2.1.2 Results
2.2 Mean temperature of the water vapor
2.2.1 Choice of the grid
2.2.2 Results
2.3 Internal validation
2.3.1 "No Height" problem
2.3.2 "Wrong Height" problem
2.3.3 Final results
3 EXTERNAL VALIDATION
3.1 Comparison of ZTD for the 2012 year
3.1.1 Data processing
3.1.2 Results
3.2 Modification of the water vapor partial pressure determination
3.2.1 Data processing
3.2.2 Validation of the changes
3.3 Final comparisons of ZTD for the 2011-2012 Period
3.3.1 ZTD comparison for the 2011-2012 Period
3.3.2 Comparison with TropGrid2
CONCLUSIONNuméro de notice : 11984 Affiliation des auteurs : IGN (2012-2019) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Vienna University of Technology Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=49815 Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 11984-01 PROJET Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible Documents numériques
peut être téléchargé
11984_mem_pp_zenithdelaycorrectionwithgpt2w_pain.pdfAdobe Acrobat PDF Near real-time estimation of water vapour in the troposphere using ground GNSS and the meteorological data / Jaroslaw Bosy in Annales Geophysicae, vol 30 n° 9 (September 2012)
[article]
Titre : Near real-time estimation of water vapour in the troposphere using ground GNSS and the meteorological data Type de document : Article/Communication Auteurs : Jaroslaw Bosy, Auteur ; J. Kaplon, Auteur ; Witold Rohm, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : 13 p. ; pp 1379 - 1391 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] données météorologiques
[Termes IGN] EUPOS
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] Pologne
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] surveillance météorologique
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] tomographieRésumé : (Auteur) The near real-time (NRT) high resolution water vapour distribution models can be constructed based on GNSS observations delivered from Ground Base Augmentation Systems (GBAS) and ground meteorological data. Since 2008 in the territory of Poland, a GBAS system called ASGEUPOS (Active Geodetic Network) has been operating. This paper addresses the problems concerning construction of the NRT model of water vapour distribution in the troposphere near Poland. The first section presents all available GNSS and ground meteorological stations in the area of Poland and neighbouring countries. In this section, data feeding scheme is discussed, together with timeline and time resolution. The high consistency between measured and interpolated temperature value is shown, whereas some discrepancy in the pressure is observed. In the second section, the NRT GNSS data processing strategy of ASG-EUPOS network is discussed. Preliminary results show fine alignment of the obtained Zenith Troposphere Delays (ZTDs) with reference data from European Permanent Network (EPN) processing center. The validation of NRT troposphere products against daily solution shows 15mm standard deviation of obtained ZTD differences. The last section presents the first results of 2-D water vapour distribution above the GNSS network and application of the tomographic model to 3-D distribution of water vapour in the atmosphere. The GNSS tomography model, working on the simulated data from numerical forecast model, shows high consistency with the reference data (by means of standard deviation 4mmkm1 or 4 ppm), however, noise analysis shows high solution sensitivity to errors in observations. The discrepancy for real data preliminary solution (measured as a mean standard deviation) between reference NWP data and tomography data was on the level of 9mmkm1 (or 9 ppm) in terms of wet refractivity. Numéro de notice : A2012-749 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.5194/angeo-30-1379-2012 Date de publication en ligne : 27/09/2012 En ligne : https://doi.org/10.5194/angeo-30-1379-2012 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=33601
in Annales Geophysicae > vol 30 n° 9 (September 2012) . - 13 p. ; pp 1379 - 1391[article]Méthodologie de mesure de la vapeur d'eau atmosphérique : Objectifs et premiers résultats de la campagne DEMEVAP 2011 à l'Observatoire de Haute Provence [diaporama] / Emmanuel Bardiere (08/03/2012)
Titre : Méthodologie de mesure de la vapeur d'eau atmosphérique : Objectifs et premiers résultats de la campagne DEMEVAP 2011 à l'Observatoire de Haute Provence [diaporama] Type de document : Article/Communication Auteurs : Emmanuel Bardiere, Auteur ; Olivier Bock , Auteur ; Pierre Bosser , Auteur ; et al., Auteur Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN (2012-) Année de publication : 08/03/2012 Conférence : Journées Recherche de l’IGN 2012, 21es Journées 08/03/2012 09/03/2012 Saint-Mandé France programme Importance : 25 p. Format : 30 x 21 cm Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] étalonnage d'instrument
[Termes IGN] lidar Raman
[Termes IGN] méthode de mesure
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eauRésumé : (Auteur) Numéro de notice : 14362 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=64346 Documents numériques
en open access
14362_diaporama_jr2012-bock-public.pdfAdobe Acrobat PDF Study of seasonal-scale atmospheric water cycle with ground-based GPS receivers, radiosondes and NWP models over Morocco / Achraf Koulali in Atmospheric Research, vol 104 - 105 (February 2012)
[article]
Titre : Study of seasonal-scale atmospheric water cycle with ground-based GPS receivers, radiosondes and NWP models over Morocco Type de document : Article/Communication Auteurs : Achraf Koulali, Auteur ; Driss Ouazar, Auteur ; Olivier Bock , Auteur ; Abdelali Fadil, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp 273 - 291 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] Canaries
[Termes IGN] circulation atmosphérique
[Termes IGN] données GPS
[Termes IGN] données météorologiques
[Termes IGN] Maroc
[Termes IGN] précipitation
[Termes IGN] radiosondage
[Termes IGN] récepteur GPS
[Termes IGN] retard troposphérique zénithal
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] variation saisonnièreRésumé : (Auteur) This study investigates the seasonal variation of precipitable water vapor, moisture transport and precipitation over Morocco and the Canary Islands using data from ground-based GPS receivers, radiosondes, GPCP and NCEP reanalysis II. In a first part, the datasets are inter-compared. Humidity biases are evidenced in both radiosonde observations (dry) and NCEP reanalysis (dry and wet) compared to GPS. Moisture transport and precipitation from the reanalysis and observations show a good agreement. Precipitable water shows a maximum in late summer whereas precipitation is peaking in winter and spring over Morocco. Moisture transport occurs preferentially in two layers, below and above 850 hPa. The monthly mean precipitable water variation over Morocco is controlled by the upper layer zonal and meridional moisture flux. Precipitation is rather controlled by the lower layer moisture flux and the upper layer meridional flux. The GPS tropospheric gradients show also a consistent seasonal evolution, which is explained by gradients both in the thickness of the troposphere and in the precipitable water vapor. Tropospheric gradients are correlated with moisture fluxes, mostly in the upper layer, and may therefore provide valuable information for meteorology and climatology. Numéro de notice : A2012-737 Affiliation des auteurs : LAREG+Ext (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.atmosres.2011.11.002 Date de publication en ligne : 13/11/2011 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2011.11.002 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91460
in Atmospheric Research > vol 104 - 105 (February 2012) . - pp 273 - 291[article]
Titre : GNSS : géodésie, météorologie et climat Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Olivier Bock , Auteur Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2012 Note générale : bibliographie
Habilitation à Diriger des Recherches, Université Pierre et Marie CurieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] lidar Raman
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] variabilitéRésumé : (auteur) Les systèmes de positionnement et de navigation par satellite (GNSS) ont connu un formidable essor au cours des deux dernières décennies. Ils sont devenus un élément technologique universel et omniprésent. Depuis les puces GPS intégrées dans les téléphones portables, en passant par les systèmes de radionavigation utilisés pour le guidage d'engins agricoles, l'approche aérienne et maritime, jusqu'aux réseaux géodésiques permanents, le recours au positionnement précis est intégré à notre vie quotidienne. Les GNSS participent au maintien des références géodésiques nationales et internationales et à la prévision météorologique, deux applications scientifiques requérant une mise en oeuvre rigoureuse des équipements et un traitement des mesures sophistiqué. Une problématique commune dans ces domaines est la présence de sources d'erreurs dans les signaux GNSS dues notamment à la traversée de l'atmosphère. L'amélioration des méthodes de correction de la propagation des signaux radiofréquence dans l'atmosphère a permis d'une part d'atteindre une précision sub-centimétrique en positionnement vertical et d'autre part de faire des GNSS une technique de référence pour le sondage de la vapeur d'eau dans la troposphère.
Ce manuscrit rassemble les résultats des recherches que j'ai développées au LATMOS et à l'IGN depuis une douzaine d'années. Il s'agit de développements méthodologiques dans le domaine de la télédétection de la vapeur d'eau atmosphérique, du positionnement précis par GPS, et de l'étude du cycle de l'eau atmosphérique au moyen d'observations de lidar Raman, de GPS et d'analyses de modèles de prévision numérique. Les principaux résultats obtenus et les perspectives de ces travaux sont synthétisés ci-dessous.
1. Nous avons développé, au cours de deux thèses que j'ai co-encadrées, une nouvelle approche de correction troposphérique pour le positionnement vertical par GPS. Elle s'appuie sur les mesures d'un lidar Raman à balayage développé en collaboration entre l'IGN et le LATMOS qui permet de sonder les profils de vapeur d'eau dans la direction des satellites GPS. L'analyse conjointe des mesures GPS et lidar Raman recueillies lors de plusieurs campagnes expérimentales a permis d'atteindre une répétitivité de positionnement de l'ordre de 2 mm en quelques heures. Cette méthode permet par la même occasion d'étalonner les mesures lidar par rapport aux mesures GPS avec une précision de l'ordre 2% sur le court-terme. La synergie entre lidar Raman et GNSS peut ouvrir de nouvelles perspectives à la fois dans le domaine du positionnement (référencement vertical), de la géodésie spatiale (validation des retards troposphériques issus de traitements multi-techniques) et du sondage atmosphérique (validation des radiosondages opérationnels en météorologie, surveillance du climat). Les travaux de recherche méthodologique vont se poursuivre dans le cadre du projet DEMEVAP dont l'objectif est d'aboutir à un étalonnage stable sur le long terme avec une précision absolue de 2% sur les mesures de vapeur d'eau.
2. J'ai activement participé au développement des applications météorologiques de la technique GPS en coordonnant et en participant à de nombreuses campagnes expérimentales dédiées aussi bien à l'inter-comparaison de techniques de sondage de la vapeur d'eau qu'à l'étude de processus atmosphériques aux latitudes tempérées (circulation de brise, initiation de la convection et précipitations orographiques). La technique GPS s'est avérée être précise et fiable par tout temps, montrant une cohérence avec des techniques éprouvées au niveau de 1- 1.5 kg m-2 sur le contenu intégré en vapeur d'eau (CIVE). Petit à petit, la technique GPS s'est imposée comme une référence dans le monde de l'observation météorologique. Elle a notamment permis de diagnostiquer des biais dans les observations de radiosondages, jusque là considérées comme les plus fiables. Le succès de la technique GPS vient aussi du fait que le CIVE s'est avéré être une quantité physique particulièrement pertinente pour diagnostiquer les processus du cycle de l'eau et valider leur représentation dans les modèles de prévision numérique. En Europe, les projets COST716 et EGVAP ont, respectivement, démontré la faisabilité et mis en place un service pré-opérationnel de calcul de retards troposphériques à partir des données transmises en temps quasi-réel par les réseaux GNSS permanents. Plusieurs centres de prévision assimilent aujourd'hui ces produits. Il apparait maintenant nécessaire de préparer les produits et les méthodes d'assimilation du futur et donc de poursuivre les investigations sur les propriétés des signaux GNSS en particulier dans des conditions météorologiques extrêmes (pluies torrentielles, tempêtes). Ces travaux seront développés dans le cadre du projet HYMEX (chantier Méditerranée de l'INSU) et d'une nouvelle action COST en cours d'évaluation.
3. A la suite des travaux précédents, je me suis fortement impliqué dans le projet AMMA où j'ai coordonné la mise en place et l'exploitation d'un réseau de six stations GPS permanente dans cinq pays d'Afrique de l'Ouest. Grâce à ces nouvelles données, documenter la variabilité multi-échelle de la vapeur d'eau associée aux processus atmosphériques de la mousson africaine. Elles ont permis d'une part de diagnostiquer d'important biais dans les radiosondages opérationnels et dans les modèles de prévision numérique à l'échelle sous-continentale, et d'autre part de. Par la suite, nous avons approfondi l'étude du cycle de l'eau à l'échelle régionale au moyen de bilans d'eau. Ce travail, réalisé dans le cadre d'une thèse que j'ai coencadrée, a permis de mettre en évidence les limitations et incertitudes des bilans d'eau en Afrique de l'Ouest publiés dans les études passées. En combinant observations et produits de modélisation (analyses de modèles de prévision numérique et simulations de modèles de transfert sol-végétation-atmosphère), nous avons fourni de nouvelles estimations pour les termes du bilan d'eau atmosphérique à la surface qui quantifient l'intensité des interactions surface-atmosphère et des processus dynamiques atmosphériques. Nous avons ainsi pu décrire l'intensité de ces processus physiques sous-jacents, depuis l'échelle sub-diurne jusqu'à l'échelle interannuelle. Nous avons aussi, dans le cadre du projet GHYRAF et d'une autre thèse, démontré l'aptitude du GPS à mesurer des déformations de surface millimétriques (subsidence/surrection) en relation avec la surcharge hydrologique, à l'échelle saisonnière (recharge et vidange des aquifères) en Afrique de l'Ouest. Il semble aujourd'hui possible grâce à la production de solutions GNSS homogènes, par le retraitement des données et la correction des discontinuités dans les séries temporelles, d'analyser la tendance de l'humidité atmosphérique et sa variabilité à des échelles de temps pertinentes pour l'étude du climat. Ces perspectives pourront être développées également avec d'autres systèmes d'observation géodésique tels que DORIS et VLBI. Evaluer le potentiel de ces systèmes et exploiter leurs jeux de données pour étudier le cycle de l'eau régional et global formeront un axe de recherche prioritaire à moyen terme.Note de contenu : Chapitre 1. Introduction
1.1 Les GNSS et le développement de leurs applications géodésiques et météorologiques
1.2 Les mesures GNSS, les méthodes de traitement des données et les sources d'erreurs
1.3 Objectifs et démarche des recherches menées
Chapitre 2. Correction troposphérique et positionnement vertical
2.1 Introduction
2.2 Variabilité de la vapeur d'eau et impact sur le positionnement par GPS
2.3 Développement d'un lidar Raman pour le sondage de la vapeur d'eau atmosphérique
2.4 Correction troposphérique par lidar Raman et positionnement GPS
2.5 Conclusions
Chapitre 3. Sondage de la vapeur d'eau par GPS et météorologie des latitudes tempérées
3.1 Introduction
3.2 Etude de sensibilité de l'estimation des ZTD par GPS
3.3 Sondage de la vapeur d'eau par GPS
3.4 Validation de modèles météorologiques par GPS
3.5 Etudes de processus atmosphériques par GPS
3.6 Conclusions
Chapitre 4. Climat et cycle de l'eau de la mousson africaine
4.1 Introduction
4.2 Un réseau GPS pour l'étude de la mousson africaine
4.3 Comparaisons modèles – observations en Afrique
4.4 Analyse multi-échelle de la variabilité de la vapeur d'eau en Afrique par GPS
4.5 Bilans d'eau atmosphériques : cycle diurne et convection
4.6 Bilans d'eau atmosphériques : échelle régionale et cycle saisonnier
4.7 Le cycle de l'eau vu par les modèles de prévision météorologique
4.8 Détection des variations saisonnières du stock d'eau sous-terraine à partir des déplacements des stations GPS
4.9 Conclusions
Chapitre 5. Perspectives
5.1 L'apport des systèmes d'observations géodésiques à l'étude du cycle de l'eau de l'échelle régionale à globale
5.2 Synergie entre lidar Raman et GNSS : vers un système intégré de sondage atmosphérique et de positionnement vertical
5.3 Développements méthodologiques en traitement de données de géodésie spatiale multi-techniquesNuméro de notice : 14911 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : HDR Note de thèse : Habilitation à diriger des recherches : Géodésie : Paris 6 : 2012 nature-HAL : HDR En ligne : https://hal.science/tel-00851617 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76811 Documents numériques
en open access
14911 HDR BockAdobe Acrobat PDF PermalinkMéthodologies en traitement de données GPS pour les sciences de l’environnement / Samuel Nahmani (2012)PermalinkPermalinkThree-dimensional humidity retrieval using a network of compact microwave radiometers to correct for variations in wet tropospheric path delay in spaceborne interferometric SAR imagery / S. Sahoo in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 49 n° 9 (September 2011)PermalinkAnalyse conjointe lidar Raman-GPS pour l'estimation de la composante verticale en GPS / Pierre Bosser in Bulletin d'information scientifique et technique de l'IGN, n° 77 (avril 2011)PermalinkWest African Monsoon water cycle: 1. A hybrid water budget data set / Rémi Meynadier in Journal of geophysical research : Atmospheres, vol 115 n° D19 (2010)PermalinkBetter weather prediction using GPS: water vapor tomography in the Swiss Alps / Simon Lutz in GPS world, vol 21 n° 7 (July 2010)PermalinkAnalyse combinée de données GPS et lidar Raman acquises lors de la campagne COPS pour l'amélioration du positionnement vertical par GPS / Martin Blocquaux (2010)PermalinkMéthodologie GPS, mesure des déformations verticales et humidité atmosphérique / Marie-Noëlle Bouin (2010)PermalinkVerification of NWP model analyses and radiosonde humidity data with GPS precipitable water vapor estimates during AMMA / Olivier Bock in Weather and Forecasting, vol 24 n° 4 (August 2009)Permalink