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seminaire

Modèles de calcul rapide des propriétés radiatives des gaz

Frédéric André

Modèles de bandes pour l’absorption gazeuse : des k-moments aux c-distributions

       

Date de début 24/02/2022 10:30
Date de fin 24/02/2022
Lieu LMD-IPSL et zoom

Description

Un spectre d’absorption de gaz peut être constitué de milliers de raies d’absorption associées, dans l’infrarouge, à des transitions entre niveaux d’énergie rovibrationnels des molécules. Chaque raie est caractérisée par une position dans le spectre (notion de centre de raie), un profil et une largeur, et une intensité. Du fait de leurs structures complexes et de leurs variations rapides en fonction des nombres d’onde, les spectres d’absorption des gaz ne peuvent pas être traités comme constants et, par conséquent, les atmosphères gazeuses comme des milieux gris.
L’objectif principal des modèles de bandes est de produire efficacement des approximations précises des transmissivités de trajets gazeux moyennées sur des intervalles de nombres d’onde. De nombreux modèles existent pour traiter des milieux gazeux homogènes isothermes [1]. Ils couvrent l’essentiel des besoins courants.
L’adaptation de ces modèles uniformes à des configurations non-uniformes reste un sujet non résolu dans le cas général [1]. Cependant, les méthodes existantes produisent des solutions précises à quelques pourcents (dans les cas classiques), suffisantes pour la plupart des applications. Dans certains cas de télédétection, une précision supérieure au pourcent est nécessaire ce qui nécessite i) le développement de nouvelles méthodes, ou ii) l’adaptation des approches existantes.
Cette présentation portera sur la description de méthodes à l’interface entre ces deux types de stratégies. Le principe de la méthode aux k-moments [1,4] sera présenté.
Nous montrerons comment certains résultats issus de cette approche permettent de tabuler des données raie-par-raie directement en transmissivité, permettant une évaluation rapide de transmissivités de trajets uniformes. En s’appuyant sur ce formalisme, la modélisation dite en l-distribution [2] sera décrite. Une introduction courte à la théorie des copules Archimédéennes, utilisée pour l’extension des l-distributions à des trajets non-uniformes, sera faite.

Des applications récentes de la méthode en l-distribution à la bande A de l’oxygène en atmosphères nuageuses [3] faites en collaboration avec le Laboratoire d’Optique Atmosphérique (LOA) seront présentées, avec une description rapide des prochaines étapes déjà envisagées.

 

Références
[1] S. J. Young, Band model theory of radiation transport, The Aerospace Press, 2013.
[2] F. André, “The l-distribution method for modeling non-gray absorption in uniform and non-
uniform gaseous media”, J. Quant, Spectrosc. Radiat. Transfer, vol. 179, pp. 19-32, 2016.
[3] F. André, C. Cornet, M. Galtier, Ph. Dubuisson, “Radiative transfer in the O2 A-band – a fast and
accurate forward model based on the l-distribution approach”, J. Quant, Spectrosc. Radiat. Transfer,
vol. 260, 107470, 2020.
[4] F. André, R. Vaillon, The k-moment method for modeling the blackbody weighted
transmission function for narrow and wide band radiative properties of gases”, J. Quant,
Spectrosc. Radiat. Transfer, vol. 108, pp. 1-16, 2007.

Informations supplémentaires

Le séminaire aura lieu au LMD-IPSL (4 place Jussieu – Sorbonne Université – 75005 Paris – Salle de réunion) et simultanément en visioconférence.

Informations de connexion :

https://cnrs.zoom.us/j/92377933375?pwd=VTRIUmFHYTlCNU1lV1JJOGJEV0VDQT09
ID de réunion : 923 7793 3375
Code secret : a53qfE

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