METEO

The meteorological atmosphere is the lower part of the atmosphere, called the troposphere, with a thickness of 8 km (at the poles) to 18 km (in the tropics). 

Meteorology and climatology are similar in the scientific principles and phenomena being examined, but usually differ by approach, time scale, and application. 

Meteorology studies the atmosphere and its movements on short time scales, focusing on atmospheric variables related to current or future weather forecasts and conditions. In contrast, climatology focuses on the study of long-term average climates or atmospheric conditions at a given location, as well as extremes. It emphasizes the processes that create climate patterns and variability by focusing on the interactions within the earth-atmosphere system, which includes the atmosphere, hydrosphere, cryosphere, biosphere, and the lithosphere.

The study of the meteorological atmosphere is made through the observation of the main thermodynamical variables : temperature, air pressure, water vapour, and wind.

The Global Observing System (https://public.wmo.int/en/programmes/global-observing-system ) is one of the major program of the World Meteorological Organization and gathers surface and space-based observing systems.

(image GOS / WMO : https://www.ecmwf.int/en/newsletter/153/meteorology/how-evolve-global-observing-systems)

IPSL is involved into numerous satellite missions with activities around 

• the proposal of new missions to CNES and ESA calls for innovative science
• the definition of geophysical products and the development of associated retrievals workflows
• the calibration of the instruments (do they see what they are designed for ?)
• the validation of the measurements (what are the errors and the uncertainties ? can we reach the scientific objectives with the measurements ?)

Among them, IPSL scientists have major contribution in the exploitation of :

• A-Train constellation (NASA/CNES/CSA) : the datasets of the A-Train are used in particular within the framework of the EECLAT research group (https://www.aero.obs-mip.fr/gdr-eeclat/)

(image NASA : https://atrain.nasa.gov/ -> high resolution)

• Megha-Tropiques satellite (CNES/ISRO) : dedicated to the observation of the water and energy cycles in the tropics (https://meghatropiques.ipsl.fr/mission-description-2/) and part of the Global Precipitation Measurement international constellation (GPM, https://gpm.nasa.gov/missions/GPM/constellation)

(image CNES : https://megha-tropiques.cnes.fr/en/MEGHAT/images_satellite.htm)

• METEOSAT geostationnary satellites (EUMETSAT), dedicated to weather forecasting over the European / African region since 1977 and now suitable for climate analyses 

ex: MSG 0,8µm channel

ex: MSG 6.2µm channel

(images EUMETSAT : https://www.eumetsat.int/0-degree-service) 

Links with IPSL research themes

The scientific questions are found in the research themes of the IPSL : 

–  Water Cycle: https://www.ipsl.fr/en/research/research-themes/the-water-cycle/

–  Atmospheric Composition:

https://www.ipsl.fr/en/research/research-themes/atmospheric-composition-and-air-quality/

– Internal and forced climate variability:

https://www.ipsl.fr/en/research/research-themes/internal-and-forced-climate-variability/

Involvement in national projects

CNES-funded programs addressing meteorological parameters like temperature, water vapor, clouds and rain, and involving IPSL scientists are

• EECLAT (LMD, LATMOS) on A-Train, EarthCare and Aeolus instruments (IIR, PARASOL, CALIOP, CloudSat): https://www.aero.obs-mip.fr/gdr-eeclat/
• IASI and IASI-NG (LMD, LATMOS, IPSL) : https://www.ipsl.fr/Nos-recherches/Projets-scientifiques/Projets-phares-de-l-IPSL/IASI 
• FORUM (IPSL) : https://www.forum-ee9.eu/ 
• Stratéole-2 (LMD, LATMOS, IPSL) https://strateole2.cnes.fr  
• Megha-Tropiques (LMD, LATMOS, IPSL: https://meghatropiques.ipsl.fr
• C2OMODO and AOS (LATMOS, LMD, LSCE, IPSL) https://c2omodo.ipsl.fr

Implications in European Projects

–        Copernicus – https://www.copernicus.eu/en https://www.copernicus.eu/fr 

–        ESA Climate Change Initiative program for the generation of satellite-based datasets for each ECVs (https://climate.esa.int/en/projects/), and in particular the 

– water vapor project (https://climate.esa.int/en/projects/water-vapour/)

– cloud project (https://climate.esa.int/en/projects/cloud/)  

PhD realized within IPSL labs, associated to the projects

A-Train

 [2017]    Thibault Vaillant de Guélis. Apport des observations par lidar spatial pour comprendre l’effet radiatif des nuages dans l’infrarouge. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2017. Français. https://hal.science/tel-01760630v2 

 [2019]    Florentin Lemonnier. Précipitations en Antarctique : de leur observation par télédétection à leur représentation dans un modèle de climat global. Sorbonne Université, 2019. Français. https://hal.science/tel-03625070v1 

 [2019]    Léo Edel. Toward a better understanding of snowfall in Arctic using microwave remote sensing. Climatology. Université Paris Saclay, 2019. English. https://hal.science/tel-02984776v1 

 [2010]    Cyndie Lemaître. Détermination du chauffage radiatif des aérosols désertiques au dessus de l’Afrique de l’Ouest et de leur impact sur la dynamique atmosphérique à l’aide d’observations satellitaires au cours de la campagne AMMA. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2010. Français. https://hal.science/tel-00585550v1 

 [2009]    Damien Josset. Etude du couplage radar–lidar sur plates–formes spatiales et aéroportées. Application à l’étude des nuages, des aérosols et de leurs interactions. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2009. Français. https://hal.science/tel-00559472v1 

[2016]    Meriem Chakroun. La variabilité des nuages et son rôle sur le climat en Europe : télédétection et simulation régionale. Université Paris Saclay , 2016. Français. https://hal.science/tel-01599247v1 

[2014]    Marie Ceccaldi. Combinaison de mesures actives et passives pour l’étude des nuages dans le cadre de la préparation à la mission EarthCARE. Université de Versailles Saint–Quentin–en–Yvelines, 2014. Français. https://hal.science/tel-01119939v1 

[2010]    Dimitra Konsta. Evaluation de la description des nuages dans les modèles de climat à partir des observations satellitales de l’A-Train.Ecole Polytechnique X, 2010. Français. https://hal.science/pastel-00556418v1 

[2016]    Adrien Lacour. Les nuages du Groenland observés par CALIPSO. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2016. Français. https://hal.science/tel-01506120v2 

[2009]    Christoforos Tsamalis. Variabilité de la distribution verticale de l’ozone et des aérosols troposphériques en région méditerranéenne: processus de transport et impacts radiatifs. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2009. Français. https://hal.science/tel-00528796v1 

[2010]    Jean–Paul Vernier. Les aérosols et le transport dans la haute troposphère et la stratosphère tropicale à partir des mesures du lidar spatial CALIPSO. Université de Versailles–Saint Quentin en Yvelines, 2010. Français. https://hal.science/tel-00669120v1 

[2002]    Claire Tinel. Restitution des propriétés microphysiques et radiatives des nuages froids et mixtes à partir des données du système RALI (RAdar–LIdar). Université Paris–Diderot – Paris VII, 2002. Français.https://hal.science/tel-00004241v1 

[2021]    Antonin Zabukovec. Apport des mesures de la plateforme CALIPSO pour l’étude des sources et des propriétés optiques des aérosols en Sibérie. Sorbonne Université, 2021. Français. https://hal.science/tel-03675247v1 

[2007]    Sébastien Berthier. Complémentarité et représentativité des observations atmosphériques effectuées par instrumentation active et passive sur les nouvelles plates–formes spatiales. Université de Versailles–Saint Quentin en Yvelines, 2007. Français. https://hal.science/tel-00327231v1 

[2012]    Lorenzo Costantino. Analysis of Aerosol–Cloud Interaction from Space. Université de Versailles et Saint–Quentin–en–Yvelines, 2012. English. https://hal.science/tel-01430153v1 

[2019]    Quitterie Cazenave. Development and evaluation of multisensor methods for EarthCare mission based on A–Train and airborne measurements. Université Paris Saclay, 2019. English. https://hal.science/tel-02076316v2 

IASI / IASI-NG => attention, tout n’est pas “météo” => Composition chimique

 [2009]    Anne Boynard. Exploitation des observations satellitaires IASI couplées à  un modèle régional pour l’amélioration de la prévision des épisodes de pollution en ozone. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2009. Français. https://hal.science/tel-00489656v1 

 [2011]    Matthieu Pommier. Caractérisation de la pollution dans la troposphère arctique : utilisation des données satellitaires et aéroportées dans le cadre de la campagne API/POLARCAT. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2011. Français. https://hal.science/tel-00587583v1 

 [2014]    Maya George. Restitution du monoxyde de carbone observé par satellite dans l’infrarouge : validation et variabilité à  l’échelle globale. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2014. Français. https://hal.science/tel-01037924v1 

[2005]    Victor Manuel Ferreira. Inversion de spectres infrarouges en émission thermique de la basse atmosphère terrestre enregistrés sous ballon par transformée de Fourier en visée au nadir : préparation de la mission spatiale IASI. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2005. Français. https://hal.science/tel-00009090v1 

[2021]    Yoann Tellier. Apport du sondeur infrarouge IASI à  la détermination des flux radiatifs et du taux de chauffage vertical à grande longueur d’onde. Institut Polytechnique de Paris, 2021. Français. https://hal.science/tel-03662466v1 

[2003]    Solène Turquety. Mesure de l’ozone troposphérique à  partir d’observations satellitaires dans le domaine de l’infrarouge. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2003. Français. https://hal.science/tel-00011409v1 

[2018]    Yohann Chailleux. Observation satellitaire de la pollution à l’ozone par synergie multispectrale à  trois bandes Ultraviolet+Visible+Infrarouge. Université Paris–Est, 2018. Français. https://hal.science/tel-02066124v1 

[2015]    Sarah Safieddine. Tropospheric ozone from IASI : regional and global assessment. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2015. English. https://hal.science/tel-01158420v2 

[2015]    Cindy Cressot. Exploitation de mesures satellitaires pour l’estimation des flux de méthane à la surface du globe. Université de Versailles–Saint Quentin en Yvelines, 2015. Français. https://hal.science/tel-01412399v1 

[2013]    Maxime Paul. Synergie infrarouge et micro–onde pour la restitution atmosphérique. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2013. Français. https://hal.science/tel-00918775v1 

[2023]    Maureen Beaudor. Global modelling of ammonia emissions from agriculture and impact on atmospheric chemistry. Université Paris–Saclay, 2023. English. https://hal.science/tel-04116015v1 

[2022]    Adrien Vu Van. Détection des évènements exceptionnels à partir des observations IASI. Sorbonne Université, 2022. Français. https://hal.science/tel-04056837v1 

[2018]    Victor Pellet. Télédétection satellite du cycle de l’eau. De l’optimisation du traitement des observations à  l’intégration des produits restitués. Sorbonne Université, 2018. Français. https://hal.science/tel-02868582v2 

 [2021]    Marie Bouillon. Températures atmosphériques homogènes dérivées des observations satellitaires IASI : restitution, variations spatio–temporelles et évènements extrêmes. Sorbonne Université, 2021. Français. https://hal.science/tel-03688289v1

 [2018]    Mathieu Lachatre. Etude de la pollution atmosphérique en Chine par modélisation et télédétection. Milieux et Changements globaux. Sorbonne Université, 2018. Français. https://hal.science/tel-02914807v2 

 [2020    Anusanth Anantharajah. Spectroscopie infrarouge lointain et moyen à haute résolution par transformée de Fourier de molécules complexes d’intérêt atmosphèrique : ClNO2, Cl2CO et ClONO2. Chimie. Université de Paris, 2020. Français. https://hal.science/tel-03158426v1 

  [2020]    Alexandre Baron. Lidar Raman météorologique dédié à  l’étude des cycles couplés des aérosols et de la vapeur d’eau. Université Paris–Saclay, 2020. Français. https://hal.science/tel-03200382v1 

 [2016]    Olivier Membrive. Caractérisation de la distribution verticale des gaz à effet de serre CO2 et CH4 par mesures sous ballons. Application à la validation d’observations satellites. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2016. Français. https://hal.science/tel-01525863v1 

Megha-Tropiques

  [2010]    Thomas Fiolleau. Cycle de vie des systèmes convectifs de mousson dans les régions tropicales: préparation à  la mission Megha–Tropiques. Ecole Polytechnique X, Français. https://hal.science/pastel-00576870v1 

  [2011]    Philippe Chambon. Contribution à  l’estimation des précipitations tropicales : préparation aux missions Megha–Tropiques et Global Precipitation Measurement. Université Paris–Est, 2011. Français. https://hal.science/tel-00659418v2

   [2013]    Ramses Sivira. Exploitation des mesures ”vapeur d’eau” du satellite Megha–Tropiques pour l’élaboration d’un algorithme de restitution de profils associés aux fonctions de densité de probabilité de l’erreur conditionnelle. Université Pierre et Marie Curie – Paris VI, 2013. Français. https://hal.science/tel-01025685v1 

 [2014]    Victoria Sol Galligani. Microwave and millimeter radiometry for the characterization and quantification of ice and snow clouds. Observatoire de Paris, 2014. English. https://hal.science/tel-02095287v1

  [2016]    Thomas Garot. Relation Convection–Environnement dans la troposphère tropicale. Université Paris Saclay, 2016. Français. https://hal.science/tel-01535549v1

COMPOSITION

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