L Estimation des pluies par satellite

LMD/IPSL 1 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 L Estimation des pluies par satellite Isabelle Jobard, Franck Chopin, Jean Claude Bergès, Michel Desbois Laboratoire de Météorologie Dynamique - CNRS / Université paris 11

LMD/IPSL 2 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Les différents types de méthodes Les méthodes Infra rouge (satellites géostationnaires) Les méthodes micro ondes (satellites défilants) Les méthodes radar (TRMM) Les méthodes combinées

LMD/IPSL 3 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Les méthodes «infrarouge» Le canal Infra Rouge Thermique (IRT) indique la température de sommet des nuages Sommets froids => pluie (relation indirecte) basées sur l occurrence de nuages à sommets froids Corrélation assez forte entre la pluie cumulée sur une longue période et la durée de température de brillance inférieure à un seuil. Ex.: Methode GPI: Global Precipitation Index

Meteosat (IR) / TRMM TMI (85 GHz) 1 août 1998 à 01h30 TU LMD/IPSL 4 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006

LMD/IPSL 5 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Défauts/ Avantages - Défauts : Incapable de différencier partie stratiforme et convective d un amas relation statistique valable seulement pour de longs cumuls spatio-temporels - Avantage : - bénéficie d un échantillonnage satisfaisant (géostationnaires)

LMD/IPSL 6 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Les méthodes «micro-onde» Combinent les informations issues de différents canaux 10 GHz à 200 GHz Interaction entre le rayonnement et les gouttes d eau et le sol Basées sur l émission/absorption ou la diffusion par les gouttes d eau ou par la glace des nuages. Algorithmes distincts sur mer et sur les continents Méthodes : soit statistiques: Tb étalonnées par des stations sol. soit complexes: (inversion, réseaux de neurones) utilisant des bases de données obtenues à partir de modèles de transfert radiatif associés à des modèles de nuages.

Meteosat (IR) / TRMM TMI (85 GHz) 1 août 1998 à 01h30 TU LMD/IPSL 7 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006

LMD/IPSL 8 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Défauts / Avantages - Défauts : - échantillonnage faible en raison de l orbite basse des satellites utilisés (1 image par jour) - Faible résolution spatiale. - Impossibilité de faire des cumuls de pluie - Mauvaise estimation des pluies au dessus des continents - Avantages : - bons résultats sur mer pour des taux de pluie instantanés - meilleure localisation des zones de pluie convectives sur les continents

LMD/IPSL 9 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Les méthodes «radar satellite» Micro-onde actif Se résument actuellement à l utilisation du radar du satellite TRMM Basées sur la rétro diffusion par les particules précipitantes.

LMD/IPSL 10 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Défauts / Avantages - Défauts : - échantillonnage très mauvais - Étalonnage difficile - Avantages : les meilleures estimatoins au niveau détection et mesure instantanée, sur terre comme sur mer; permettent de restituer des profils verticaux; peuvent servir de référence pour étalonner d autres méthodes satellite.

LMD/IPSL 11 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Les méthodes combinées Visent à tirer partie des avantages des différentes méthodes. Ex : combinaison IR et Micro ondes bonne résolution spatio-temporelle de l IR Information directement reliée à la pluie des MO Le GPCP (Global Precipitation Climatology Project) combine l IR des satellites géostationnaires, les données Micro-ondes et les données des postes pluviométriques

Meteosat (IR) / TRMM TMI (85 GHz) 1 août 1998 à 01h30 TU LMD/IPSL 12 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006

LMD/IPSL 13 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Méthodes et données d entrées Pluviomètres IR Géostationnaire Micro-ondes Passives Micro-ondes actives Goes Precipitation Index Kummerov Ferraro methods TRMM 2A25 TAMSAT CMORPH RFE2.0 GPCP TRMM 3B42 EPSAT-SG TRMM 3B43

LMD/IPSL 14 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 Space Res. Coverage Time Res. Existence Strength Weakness GPI Geos resolution 40 N - 40 S Global Geos resolution 1986 to present Simple to produce Overestimation of distribution Underestimation of high rain rates GPCP 2.5 degrees Global monthly 1979 to present Highly supervised Global coverage Climatology Quality over oceans space resolution GPCP-1dd 1 degree Global daily 1996 to present Time resolution Highly supervised Quality over oceans RFE2.0 0.1 degree 40 N 40 S 20 W 60 E daily 2001 to present Space and Time resol. Highly supervised Quality over oceans 2A25 5 kms 40 N 40 S Global 1 instaneous RR estim/day Dec 1997 to present Precipitation radar Space resolution Time repetitively of low orbiting sat. 3B42 0.25 degree 40 N 40 S Global 3 hours 1998 to present Precipitation radar Time resolution Time repetitively of low orbiting sat. 3B43 0.25 degree 40 N 40 S Global Monthly 1998 to present number of inputs Time repetitively of low orbiting sat. Time resolution CMORPH 0.07 degree 60 N 60 S Global 30 minutes Dec 2002 to present number of inputs Space and time resolution Only propagation info from Geos; Sat. PMW over land TAMSAT Geos resolution 28 N - 2 S 20 W - 52 E dekade June 1996 to present Raingauges from CILSS countries Space resolution Only CCD info from Geos.Satellite Coincidence between pixels and raingauges EPSAT-SG Geos resolution 20 N 5 S 25 W 25 E Geos resolution June-sept. 2000,2004, 2005,2006 7 channels of MSG Space and time resol. Number of inputs Underestimation of high rain rates Existence

Comparaison à différentes échelles LMD/IPSL 15 Precipitation Workshop in Niamey 9-12 December 2006 1.0 0.9 0.8 Coefficients de corrélation Estimations (1 x1 ) Observations Afrique Ouest GPCP: Geo-IR + MO + Pluvios TRMM-42 : Geo-IR + MO 0.7 0.6 RAAC : Geo-IR SSMI-2.5 : MO 0.5 0.4 TRMM-25 : MO radar 0.3 1-jour 5-jours 10-jours 1-mois Sources de données