Nuages observés à YBJ avec des montagnes enneigées au loin. Crédit :Juan Huo
Les nuages jouent un rôle clé dans l'équilibrage du rayonnement solaire et thermique entrant et sortant. Il s'agit d'un processus critique dans le système terre-atmosphère. Surveillance de la hauteur des nuages, la taille des particules, concentration de particules, etc. font partie intégrante de la compréhension de la dynamique climatique et du changement climatique mondial. Ces attributs physiques déterminent l'effet de forçage radiatif d'un nuage, ou la quantité de rayonnement entrant qu'un nuage renvoie vers l'espace. Les satellites et les radars au sol peuvent mesurer la hauteur du sommet des nuages (CTH). Cependant, des incohérences existent entre divers satellites et données radar en raison des différentes méthodes de détection et algorithmes utilisés pour traiter les informations brutes.
Pour quantifier ces conflits, Bo Liu, supervisé conjointement par le Dr Juan Huo et le professeur Daren Lyu de l'Institut de physique atmosphérique, Académie chinoise des sciences, comparé les données CTH entre les satellites FY-4A et Himawari-8 ainsi que les données des sites radar à ondes millimétriques au sol à Yangbajing, Tibet (YBJ) et à Pékin. Connu sous le nom de « Toit du monde, " le plateau du Tibet offre un emplacement idéal pour les météorologues satellitaires à étudier. La vaste région présente une altitude élevée, conditions atmosphériques idéales pour observer CTH, et des stations météo clairsemées, ce qui est optimal pour tester de grandes quantités de données satellitaires. Le satellite météorologique chinois FY-4A et le satellite japonais Himawari-8 sont des satellites géostationnaires tous deux équipés d'un imageur de rayonnement avancé, qui fournit une multitude de données CTH.
Les résultats de l'analyse des nuages de haut niveau suggèrent que la différence CTH observée entre les données radar et satellite augmente progressivement avec une augmentation de la température de surface. Cela indique que la température de surface, qui affecte la précision de la récupération des données satellitaires, peut être un facteur clé à l'origine de l'écart régional entre Pékin et YBJ, qui est à 4300m au dessus du niveau de la mer. Les différences de CTH moyennes, mesuré en kilomètres, entre les données radar et satellite à YBJ étaient de 0,06 km et 0,02 km, contre 0,93 km et 0,99 km à Pékin, pour FY-4A et Himawari-8, respectivement. Les cirrus minces de haut niveau présentent la plus grande variation de CTH.
Schéma de principe de la détection par satellite CTH (FY-4A et Himawari-8) et des sites radar au sol (de YBJ et Pékin, respectivement), avec des résultats de comparaison également inclus. Crédit :Bo Liu
En outre, à YBJ, l'étude a montré que Himawari-8 manquait plus de données CTH nocturnes que FY-4A. Cela dit, les résultats statistiques montrent peu de différence entre les données FY-4A et Himawari-8, bien que les deux satellites aient des algorithmes de récupération différents. Cette étude présente une comparaison quantitative initiale de CTH entre satellite et radar au sol sur le plateau du Tibet et fournit une orientation scientifique pour l'application des données CTH.
