# EECLAT : Expecting Earth-Care, Learning from A-Train Comme requis par le CNES et l'INSU, le projet EECLAT est depuis les appels d'offre 2012 (en 2011) soumis simultanément pour évaluation aux appels d'offres TOSCA et LEFE. EECLAT s'inscrit dans l'action INSU IMAGO (Interactions multiples dans l'Atmosphere, la Glace et l'Ocean) # Résumé du projet EECLAT Les instruments de télédétection active (lidars et radars) en orbite depuis 2006 ont fourni une vue sans précèdent de la troposphère, en documentant sa dimension verticale a une haute résolution spatiale (30m pour CALIPSO, 480m pour CloudSAT). La dimension verticale est une information basique mais clé pour décrire la structure de l'atmosphère stratifiée. Avant 2006, elle était documentée de façon très indirecte depuis l'espace. Elle est, par elle-même, une information de pointe pour les études de l'atmosphère, surtout pour les nuages et les aérosols. De plus, CALIPSO et CloudSAT étant dans la constellation de satellites A-Train, leurs mesures s'ajoutent a celles d'instruments passifs éprouvés comme CERES, PARASOL, MODIS qui donnent accès au bilan radiatif terrestre, l'albédo et la direction de réflexion shortwave, et les émissions infrarouges telluriques. Cette synergies entre instruments permet de restituer simultanément les propriétés macrophysiques, radiatives et microphysiques des particules atmosphériques (aérosols, nuages troposphériques et stratosphériques). Cette synergie ouvre des champs d'exploration des processus atmosphériques aux échelles régionales et globales. L'opération continue de ces missions depuis plus de 6 ans signifie la disponibilité de longues séries temporelles, qui donne accès a des variabilités saisonnière et interannuelle clé pour l'étude du climat. Forte de ces succès, la mission a venir Earth-CARE (ESA, JAXA) combinant radar et lidar sur la même plate-forme satellite apporte deux développements importants : 1) acquérir plus de 10 ans d'observation de télédétection active en fusionnant les données Earth-CARE et A-Train, ce qui donnera accès à l'évolution décennale des nuages et aérosols, 2) le concept avancé du lidar AtLid (lidar a haute résolution spectrale, absente de CALIPSO) et du radar CPR (radar Doppler, absent de CloudSAT) permettront la restitution d'informations nouvelles sur les particules atmosphériques (extinction directe, vitesse de sédimentation, etc). Le projet EECLAT tente de présenter le travail présent et futur de la communauté scientifique française regroupée autour de l'A-Train et d'Earth-CARE. Il regroupe 38 chercheurs et enseignants-chercheurs repartis dans une dizaine de laboratoires au niveau national. Les activités décrites dans ce projet ciblent des questions clés sur la validation des observations CALIPSO (TO), sur quatre thèmes scientifiques (T1-T4) et trois thèmes plus techniques (T5-T6). Description des themes : T0: Follow-up of CALIPSO Validation efforts T1: Clouds - regional-scale studies T2: Clouds - global-scale studies T3: Aerosols T4: Polar Stratospheric Clouds T5: Radiative transfer tool for A-Train and Earth-CARE T6: Airborne dataset for Earth-CARE preparation T7: Ground-based dataset for Earth-CARE preparation (IPRAL) Apres sa proposition a l'AO LEFE 2012 (soumise en septembre 2011), EECLAT a ete financé a hauteur de 38kE par l'INSU. En parallele, en reponse a l'AO TOSCA 2012 (soumis en avril 2011) le projet EECLAT-TOSCA a ete finance a hauteur de 164,9kE repartis entre 6 laboratoires, dont 14kE prevus pour l'animation scientifique. # Vie du projet depuis l'AO LEFE 2012 * Julien Delanoe et Helene Chepfer (porteurs du projet EECLAT) ont été nommés membres du Joint Mission Advisory Group (JMAG) de l'ESA pour Earth-CARE (période 2012 a 2017) et a ce titre participeront directement aux discussions de définition technique et scientifique de la mission. * La conference "CALIPSO-CloudSAT-EarthCARE Joint Meeting" s'est tenue a Paris en juin 2012. Cette conference, co-organisée par l'IPSL (H. Chepfer, J. Delanoe, N. Papineau, J. Pelon et autres) en collaboration avec l'ESA et la NASA, a regroupe environ 250 chercheurs, et parmi eux la quasi-totalité des membres d'EECLAT. * Une réunion de bilan et de coordination du projet EECLAT a eu lieu le 2 avril 2012 a l'UPMC (Paris). Elle a regroupe 15 participants du projet, et a contribue a la rédaction de la nouvelle proposition scientifique EECLAT-TOSCA soumise en avril 2012 au CNES. La tenue du premier workshop EECLAT y a également été prévue (voir ci-dessous). Un compte-rendu de la réunion et les présentations des participants sont disponibles sur le site web d'EECLAT http://eeclat.ipsl.jussieu.fr # Projet scientifique depuis l'AO LEFE 2012 * Une révision du projet scientifique (jointe a cette proposition LEFE) a été soumise au CNES/TOSCA pour évaluation en avril 2012 (AO TOSCA 2013). Au 7 septembre 2012, aucun retour n'a été reçu du TOSCA. En raison des limites en taille autorisee des documents soumis au LEFE, les figures du document peuvent etre difficiles a lire, une version non compressee du document est disponible a http://db.tt/q8teGsCa * Suite a la réunion du 2 avril, a ce projet scientifique est venu s'ajouter la préparation de l'installation du lidar IPRAL (prévue sur le SIRTA en 2014). Ce projet prévoit l'installation au SIRTA d'un nouveau lidar raman multi-longueur d'ondes pour effectuer des mesures de profils verticaux d'aérosols, de vapeur d'eau et de contenu en eau liquide et solide. Le projet IPRAL a obtenu des accords de financements de l'école polytechnique, de l'IPSL et du LMD (290kE). Une demande de soutien a été évaluée par le programme équipement mi-lourd DIM de la région Ile-de-France (350kE). Le projet IPRAL a été classé premier (sur 7 projets soumis en 2012) par le domaine d'intérêt majeur R2DS. La décision finale de financement par la région Ile-de-France est attendue prochainement. Le CNES et l'INSU ont exprime leur volonté de soutenir le projet IPRAL (soutien de 100kE et 40kE, respectivement) s'il était évalué scientifiquement au sein d'EECLAT par les programmes TOSCA et LEFE (voir lettre jointe), en tant qu'outil important pour la préparation de la mission Earth-CARE. Le projet EECLAT (soumis a l'AO TOSCA 2013 du CNES en avril 2012, et ici au programme LEFE) inclut donc la définition scientifique du projet IPRAL (voir T7 dans le projet scientifique joint). Cependant, et bien que le dimensionnement budgétaire d'IPRAL soit inclus dans EECLAT, le financement d'IPRAL est indépendant de celui d'EECLAT. * Au 1er septembre 2012, 12 articles pertinents pour le projet ont été publies par des membres d'EECLAT durant 2012, 14 sont actuellement en révision et 4 prochainement soumis (voir liste en fin de document). # Point sur les crédits EECLAT-LEFE AO 2012 Sur les 36kE disponibles pour EECLAT en 2012 (38kE attribues par l'INSU - 5% de frais de fonctionnement laboratoire), environ 23kE se repartissent en : - 8,5kE de frais de missions pour chercheurs étrangers invités: - G. Held du Brésil par le GSMA en juin 2012 - J. Kay des Etats-Unis par le LMD en juin 2012 - B. Stephanovich, K. Pavlovich et P. Ernstovich de Russie par le LATMOS, workshop prevu du 10 au 12 octobre 2012. - 7,5kE d'achats de petit matériel (instrumentation sol LAMP, petite informatique, livres) - 7kE de publications et frais de mission (dont la conference A-Train a Paris en Juin 2012 qui a regroupe une grande partie des membres d'EECLAT). Les 12kE restants sont engages dans la tenue du premier workshop EECLAT du 21 au 23 janvier 2013 a Sancy (organisé avec l'aide du LAMP). Une trentaine de participants membres d'EECLAT sont confirmes, et plusieurs chercheurs étrangers invites restent a confirmer. Cette dépense, déjà engagée, sera imputée au budget 2012. Ces dépenses correspondent aux prévisions du budget 2012, dont 26kE étaient prévus pour l'animation et la coordination du projet, et 8kE étaient dévolus au LAMP et 4kE au GSMA pour des frais de mission. L'engagement des dépenses semble correspondre au dimensionnement et à la répartition de la demande financière 2012. Une grande partie des credits EECLAT-TOSCA (AO TOSCA 2012) est actuellement engagee. Nous n'avons pour l'instant pas de reponse du CNES concernant la proposition EECLAT a l'AO TOSCA 2013 (soumise en Avril 2012). Cette proposition comprenait une demande budgetaire de 105,8kE de petit materiel, 124,40kE de missions et 306,2kE de personnel (CDD et stagiaires). # Demande financière 2013 La justification de la demande EECLAT LEFE se fonde sur le projet scientifique EECLAT soumis au CNES en Avril 2012, dont le financement dépend en partie de l'aval scientifique du LEFE. Le document détaillant le projet scientifique est inclus dans cette proposition. Etant donne le dimensionnement cohérent de la demande financière LEFE 2012 au vu des dépenses engagées, la demande financière EECLAT LEFE 2013 se repartit de façon similaire en une partie importante de frais d'animation et de coordination (40kE), a laquelle vient s'ajouter une contribution a l'achat de petit matériel d'instrumentation et d'informatique (20kE). La conference A-Train 2012 ayant eu lieu a Paris, celle de 2013 aura probablement lieu hors France, et il faut donc s'attendre a des frais de mission plus importants pour les membres d'EECLAT dont la participation a cette conference est traditionnellement forte et source de diffusion d'information. # Publications Submitted and in preparation (18) - Ancellet G., J. Pelon, R. Adam de Villiers, B. Quennehen, A. Bazureau, K.S. Law, A. Scharwzenboeck Transport of aerosol to the arctic: analysis of CALIOP and aircraft data during the spring 2008 POLARCAT campaign. to be submitted in September 2012 - Bardosa J., M. Haeffelin, H. Chepfer, 2012: Scales of spatial and temporal variation of solar irradiance on Reunion Tropical Island, Solar Energy, submitted - Battaglia A. and J. Delanoë, 2012 : Synergies and complementarities of CloudSat-CALIPSO snow observations. JGR. In revision. - Ceccaldi M., J. Delanoe, R. J. Hogan, N. L. Pounder, A. Protat and J. Pelon 2012: Evolution of the DARDAR classification in preparation to the EARTH-CARE mission. JGR, In preparation. - Cesana G. and H. Chepfer (2012a), How well do climate models simulate the cloud vertical structure? – a comparison between CALIPSO-GOCCP satellite observations and CMIP5 simulations, Geophys. Res. Lett., in review. - Cesana G. and H. Chepfer (2012b), Evaluation of the cloud water phase in a climate model using CALIPSO-GOCCP, J. Geophys. Res., in review. - Cesana, G., J.E. Kay, H. Chepfer, J.M. English and G. de Boer (2012), Ubiquitous low-level liquid-containing Arctic cloud: New observations and climate model constraints from CALIPSO-GOCCP, Geophys. Res. Lett., in review. - Chepfer H., G. Cesana, D. Winker, B. Getzewich, and M. Vaughan, 2012: Comparison of two different cloud climatologies derived from CALIOP Level 1 observations: the CALIPSO-ST and the CALIPSO-GOCCP, J. Atmos. Ocean. Tech., in review - Chiriaco M., H. Chepfer : Inter-annual variability of tropical cloud cover in a subsidence area, using 23 years of ISCCP observations: a dynamical regime analysis. J. of Geophys. Res., in revision. - Defer, E., and H.-D. Betz (2011), Properties of convective cloud and associated lightning activity over Western Europe as sensed by A-Train and LINET, submitted to JGR, 2011 - Garnier A., et al., 2012: Retrieval of cloud properties using CALIPSO Imaging Infrared Radiometer. Part II: Microphysical properties of ice clouds, to be submitted to J. Appl. Meteor. Climatol. - Jouan C., E. Girard, J. Pelon, I. Gultepe, J. Delanoë, and J.-P. Blanchet, 2012: Characterization of Arctic ice cloud properties observed during ISDAC. JGR, In revision. - Keckhut, P., J-M. Perrin, G. Thuillier, C. Jeannot, and C. Hoareau, N. Montoux, Subgrid-scale cirrus observed by lidar at mid-latitude: variability of the cloud optical depth, submitted in JARS, 2012. - Konsta D., JL. Dufresne, H. Chepfer, A. Idelkali, G. Cesana, 2012: Evaluation of clouds simulated by the LMDZ5 GCM using A-train satellite observations (CALIPSO-PARASOL-CERES), Climate Dynamics, in review - Konsta D., H. Chepfer, JL Dufresne, 2012: A process oriented description of tropical oceanic clouds for climate model evaluation, based on a statistical analysis of daytime A-train high spatial resolution observations, Climate Dynamics, in review - Reverdy M., V. Noel, H. Chepfer, B. Legras, 2012: On the origins of subvisible cirrus clouds in the tropical upper troposphere. Atmos. Chem. Phys. Disc. 12 14875-14926. in review. - Roehrig, R., Bouniol, D., Guichard, F., Hourdin, F., Redelsperger, J.-L., 2012 : The present and future of the West African monsoon: a process-oriented assessment of CMIP5 simulations along the AMMA transect. Submitted to Journal Climate, July 2012. -Sèze, G., J. Pelon, H. Legleau, M. Derrien, B. Six: Evaluation of the Global Cloud Cover Distribution obtained from Multi-geostationary data in the frame of the MEGHA-TROPIQUES mission using CALIPSO lidar observations. to be submitted to QJRMS 2012 (12) - Bouniol, D., Couvreux, F., Kamsu-Tamo, P.-H., Leplay, M., Guichard, F., Favot, F., O’Connor, E.J., 2012: Diurnal and Seasonal Cycles of Cloud Occurrences, Types, and Radiative Impact over West Africa. J. Appl. Meteorol. Climat. 51 (3), 534-553, doi: http://dx.doi.org/10.1175/JAMC-D-11-051.1 - Delanoë, J., A. Protat, O. Jourdan, J. Pelon, M. Papazzoni, R. Dupuy, J.-F. Gayet, C. Jouan, 2012 : Comparison of airborne in-situ, airborne radar-lidar, and spaceborne radar-lidar retrievals of polar ice cloud properties sampled during the POLARCAT campaign. JTECH, In press. - Garnier, A., J. Pelon, P. Dubuisson, M. Faivre, O. Chomette, N. Pascal, D. P. Kratz, 2012: Retrieval of cloud properties using CALIPSO Imaging Infrared Radiometer. Part I: effective emissivity and optical depth, J. Appl. Meteor. Climatol.,51, 1407-1425. - Gazeaux, J., Bekki, S., Naveau, P., Keckhut, P., Jumelet, J., Parades, J., and David, C. 2012: Detection of particle layers in backscatter profiles: application to Antarctic lidar measurements, Atmos. Chem. Phys., 12, 3205-3217, doi:10.5194/acp-12-3205-2012 - Guignard, A., C. J. Stubenrauch, A. J. Baran, and R. Armante, 2012: Bulk microphysical properties of semi-transparent cirrus from AIRS: a six year global climatology and statistical analysis in synergy with geometrical profiling data from CloudSat-CALIPSO, Atmos. Chem. Phys., 12(1), 503–525, doi:10.5194/acp-12-503-2012. - Hoareau, C., Keckhut, P., Baray, J.-L., Robert, L., Courcoux, Y., Porteneuve, J., Vömel, H., and Morel, B.: A Raman lidar at La Reunion (20.8° S, 55.5° E) for monitoring water vapour and cirrus distributions in the subtropical upper troposphere: preliminary analyses and description of a future system, Atmos. Meas. Tech., 5, 1333-1348, doi:10.5194/amt-5-1333-2012, 2012. - Huang, Y., S. T. Siems, M. J. Manton, A. Protat, and J. Delanoë, A study on the low-altitude clouds over the Southern Ocean using the DARDAR-MASK, J. Geophys. Res.,2012, doi:10.1029/2012JD017800, (in press). - Josset, D., J. Pelon, A. Garnier, Y-X. Hu, M. Vaughan, P. Zhai, R. Kuehn, and P. Lucker, 2012: Cirrus optical depth and lidar ratio retrieval from combined CALIPSO-CloudSat observations using ocean surface echo, J. Geophys. Res. 117, D05207, doi:10.1029/2011JD016959. - Noel, V. and M. Pitts. 2012. Gravity wave events from mesoscale simulations, compared to polar stratospheric clouds observed from spaceborne lidar over the Antarctic Peninsula. J. Geophys. Res. 117, D11207. - Noel V., H. Chepfer, C. Stubenrauch, 2012: Calipso, des cristaux dans le ciel. La Météorologie, 77, 41-47. - Quennehen B., A. Schwarzenboeck, A. Matsuki, J. F. Burkhart, A. Stohl, Gérard Ancellet, K. S. Law, Anthropogenic and forest fire pollution aerosol transported to the Arctic: observations from the POLARCAT-France spring campaign, Atmospheriic Chemistry and Physics, 12(4), 6437-6454, 2012, doi: 10.5194/acp-12-6437-2012 - Zhao, C., S. Xie, S. A. Klein, A. Protat, M. D. Shupe, S. A. McFarlane, J. M. Comstock, J. Delanoë, M. Deng, M. Dunn, R. J. Hogan, D. Huang, M. P. Jensen, G. G. Mace, R. McCoy, E. J. O’Connor, D. D. Turner, and Z. Wang, Toward understanding of differences in current cloud retrievals of ARM ground-based measurements, J. Geophys. Res., 117, D10206, 2012, doi:10.1029/2011JD016792.