Ensoleillement en EUROPE, methode de calcul

EUROPE Sunniness Computation method

A partir des images en bande visible à haute résolution de Meteosat prises à 12h00 UT tous les jours, il est possible de calculer la couverture nuageuse moyenne .
Une experience a été réalisée à partir de 30 images.
Le calcul d'une image realisée à partir de la pile des images en prenant la valeur de pixel minimum est nécéssaire : on obtient une image de toute l'Europe sans un seul nuage, on appelera cette image FOND.
Si on prend une image individuelle du satellite Meteosat (image de gauche, Golfe du Lion) à laquelle on soustraie l'image FOND et que l'on seuille correctement on obtient une image binarisée (image de droite), ne montrant que les nuages, (ou du moins tout ce qui reflechi la lumière comme un nuage). La valeur 255 indique une couverture nuageuse totale et 0 pas de nuages (ciel clair).

Il suffit d'appliquer cette operation sur les 30 images du mois et de faire la moyenne des images binarisées pour obtenir l'image ce dessous :

Carte de couverture nuageuse en % à 12h UT, période du 13Dec2000 au 14Janv2000.

Cliquer sur l'image pour en avoir une de meilleure résolution.

On remarque sur cette image la forte couverture nuageuse en Corogne (Espagne), dans le sud de la Bretagne, dans le golfe du Lion.

Cette méthode a toutefois ses limitations :

1. Les images brutes sont des fichiers JPG transformés en CPA ou FITS par PRISM, des artefacts dûs au format JPEG existent.
2. La terre n'est pas uniformement illuminée : c'est une boule, les nuages n'ont pas nécéssairement une réflexion de type Lambertienne et sont de nature differentes (brouillard à Alto-Stratus). Cette correction n'a pas été réalisée mais le fait de seuiller brutalement les images permet de s'affranchir presque totalement du problème.
3. Une seule image par jour à 12h, les autres images à 6h et 18h, il fait nuit... Les pays valides sont pour l'Afrique du nord et l'europe de l'ouest, le calcul sur la Russie et sur la Turquie est faux, il y a des effets de longitude.
4. Les zones enneigés ne peuvent pas etre discréminées des nuages, cela pose un problème pour les zones montagneuses et fausse les résultats dans ces zones.
5. L'hiver le terminateur de la terre est genant.
6. Lors de la creation de l'image de FOND en Hiver, le soleil est trés bas, et provoque des ombres marqués sur le sol à la lisiere de nuages, l'image de FOND peut être polluée de stries noires.
   

La même expérience peut être tentée avec les images de la bande Infrarouge. Cliquer sur l'image pour en avoir une de meilleure résolution.

Carte de couverture nuageuse en % à 12h UT, période du 13Dec2000 au 14Janv2000.

En Infrarouge, on a les changements suivants :

1. On s'affranchi des effets d'éclairements (jour,nuit) et inclinaison du soleil
2. Les effets d'enneigement sont negligeables
3. Par contre comme c'est de l'infrarouge thermique les nuages tres froids sont accentués et les brouillard peuvent ne pas êtres pris en compte correctement, cependant, le seuillage aider à tomber dans ce bias.
4. La résolution spatiale est plus faible...

Il est intéressant de comparer les deux images visible et Infrarouge. Enfin, comme l'ensoleillement en Europe n'est pas trouvable en temps réel, cette experience a été réalisée, et malgré ses defauts, elle est meilleure que rien du tout....

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Tout les traitements ont été réalisés avec PRISM V4. Un grand merci au DRDS pour ces images

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