CERES data analysis
1 Introduction
Cette analyse a pour but de valider le modèle à une couche étendu (MUCE) en se basant sur les données EBAF 4.2.1 du CERES. Ces données peuvent être visualisées et téléchargées ici.
Le MUCE est une simple extension du modèle à une couche. Il est décrit ici.
Le MUCE introduit un paramètre correspondant au degré de transparence de l’atmosphère.
Ce paramètre peut être calculé par deux formules.
Soient:
| \(SW_{toa}\) | Le rayonnement solaire incident au sommet de l’atmosphère en tenant compte du coefficient 4 égal au rapport de la surface d’une sphère et d’un disque de même rayon |
| \(SW_{abs \ tot}\) | Le rayonnement solaire total absorbé par l’atmosphère et par la surface terrestre |
| \(SW_{abs \ sfc}\) | Le rayonnement solaire absorbé par la surface terrestre |
| \(LW_{sfc}\) | Le rayonnement émis par la surface terrestre |
| \(k\) | Degré de transparence |
Formule 1:
\[ k1 = SW_{abs\ sfc}/SW_{abs\ tot} \tag{1}\]
Formule 2:
\[ k2 = LW_{sfc}/SW_{abs\ tot} - 1 \tag{2}\]
Dans le MUCE, l’atmosphère est assimilée à une plaque qui se comporte comme un corps gris, partiellement transparent au rayonnement solaire descendant (ondes courtes), et opaque au rayonnement IR émis par la surface terrestre (ondes longues). Si c’est le cas, les deux formules de calcul doivent produire des résultats identiques.
Les données du CERES permettent de faire ces calculs par latitude pour la série temporelle complète, ou par mois pour la surface totale terrestre.
1.1 Calcul par mois
Le rayonnement solaire au sommet de l’atmosphère a peu évolué entre 2000 et 2024. Voir ?@fig-sol-toa-month.
1.1.1 Degré de transparence atmosphérique
Les degrés de transparence calculés par les 2 formules sont très voisins. De plus, ils n’ont quasiment pas évolué pendant la période couverte par l’analyse du CERES. La valeur moyenne de k1 vaut mean_k1_month = 0.678. La valeur moyenne de k2 vaut mean_k2_month = 0.651.