25 Mars 2018

ROC2, le sondeur atmosphérique GPS livré à Stratéole-2

Le premier instrument embarqué dans la nacelle scientifique ZEPHIR a été livré à l’automne 2017 au laboratoire de météorologie dynamique.

ROC2 est un sondeur atmosphérique par Radio-Occultation GPS.

Cet instrument est capable d’effectuer des mesures de radio-occultations des signaux GPS sous ballon, similaires à celles réalisées par les instruments de la mission spatiale COSMIC.

ROC2 fait ainsi une acquisition très précise de la phase des signaux transmis par les satellites de la constellation GPS. Cette mesure de phase permet de déduire le retard des signaux sur le trajet entre le satellite et le ballon, associé à la réfractivité de l’atmosphère, qui dépend essentiellement de la température et du contenu en vapeur d’eau. En suivant un satellite GPS qui se couche ou se lève sur l’horizon du point de vue du ballon, l’instrument ROC2 effectue un balayage des propriétés atmosphériques à proximité du ballon et permet de mesurer des profils de température depuis l’altitude du ballon (environ 20 km) jusque vers 7 km d’altitude. En dessous de 7 km, la complexité de la propagation du signal liée  aux effets de la variation de la vapeur d’eau dans la réfractivité atmosphérique ne permet plus de récupérer des informations suffisamment précises.

ROC2 est l’évolution de l’instrument qui avait participé au projet ballon Concordiasi au-dessus de l’Antarctique en 2010.

Quatre instruments seront embarqués dans chacune des 2 campagnes scientifiques Stratéole-2, qui se dérouleront pendant les hivers 2020-2021 et 2023-2024. Auparavant, un premier instrument sera utilisé lors de la campagne préparatoire fin 2018-début 2019. Les ballons pressurisés, dont les vols de 3 mois survolent l’ensemble de la ceinture équatoriale de la Terre, fourniront ainsi une description sans précédent de la structure thermique de la haute troposphère et de la basse stratosphère, chaque instrument effectuant en effet plusieurs dizaines de radio-occultations par jour.

Ces observations seront utilisées pour étudier le transport de vapeur d’eau à l’interface entre la troposphère et la stratosphère, ainsi que pour mieux caractériser les phénomènes ondulatoires produits par les mouvements convectifs intenses caractéristiques des basses latitudes.

En attendant, l’instrument ROC2 va subir une batterie de tests en région parisienne et à Toulouse, destinés à garantir son bon fonctionnement en longue durée dans les conditions hostiles qui seront rencontrées lors des vols ballons pressurisés.

ROC2 a été développé par Jennifer Haase à la Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, Californie.

CONTACTS

  • Ph Cocquerez, Chef de projet Stratéole-2 - CNES, philippe.cocquerez at cnes.fr
  • Albert Hertzog, investigateur Principal ST-2 (Laboratoire de Météorologie Dynamique) -  hertzog at lmd.polytechnique.fr
  • Jennifer Haase, Investigateur et instrument ROC (Scripps Institution of Oceanography, San Diego Ca. USA) - jhaase at ucsd.edu