Estimations de précipitations journalières sur la France par radiométrie micro-onde

C. Birman(1), F. Karbou(1), J-F. Mahfouf(2)

Les observations de télédétection spatiale constituent une source d'information particulièrement riche pour décrire la température et l'humidité de l'air sur plusieurs niveaux d'altitudes mais aussi pour observer la surface. Cela est possible grâce à un ensemble d'instruments à bord de satellites à orbite polaire comme AMSU-A , AMSU-B , SSM/I et SSMI/S . A partir des observations sensibles à la surface, issues des canaux dits « fenêtres », il est possible de calculer les émissivités de surface en enlevant les contributions atmosphériques des observations à l'aide du modèle de transfert radiatif RTTOV et d'informations a priori venant du modèle ARPEGE. Étudier les émissivités, plutôt que les températures de brillance, permet de s'affranchir du signal atmosphérique contenu dans la mesure micro-onde. Nous avons étudié les émissivités calculées à plusieurs fréquences micro-ondes allant de 19 GHz à 150 GHz et nous avons mis en évidence une très forte sensibilité des émissivités de surface à la présence de précipitations au sol, les fréquences proche de 89 GHz étant celles montrant la plus forte sensibilité. Par la suite, nous avons mis en oeuvre un algorithme de détection des précipitations totales sur la France métropolitaine en exploitant les émissivités journalières proches de 89 GHz (à partir des instruments AMSU-A, AMSU-B et SSMI/S). L'algorithme est basé sur (1) l'utilisation d'une climatologie d'émissivité traduisant un état moyen du sol sec, sur (2) des estimations journalières d'émissivités pour le jour J de restitution mais aussi les jours J-1 et J-2 et sur (3) une fonction mathématique traduisant le lien entre occurrence de précipitations et baisse brutale de l'émissivité de surface par rapport à une valeur moyenne du sol sec. Cette fonction a été préalablement élaborée à l'aide des cumuls journaliers de précipitations provenant des analyses ANTILOPE. Nous présenterons en détail l'algorithme d'estimation des précipitations journalières et nous procèderons à une évaluation approfondie des simulations micro-ondes en faisant appel à des estimations indépendantes de précipitations. Nous dresserons également quelques perspectives pertinentes pour la suite de ce travail dont la méthodologie est exportable vers d'autres régions du monde ou l'on manque de mesures in-situ.