5.1.4 Comparaison du modèle électromagnétique avec le modèle de l’Université Catholique de Louvain

FIG. 5.11: Température de brillance en V-pol et au nadir, en fonction du vent, déduite des modèles LODYC (rouge), UCL (bleu) et UCL ”sans correction” (vert).

Le modèle d’émissivité deux échelles de l’Université Catholique de Louvain (UCL) repose sur une approche de la diffusion des ondes électromagnétiques par les petites vagues différente de celle que j’ai employée. Dans le modèle de diffusion que j’utilise (la SPM à l’ordre deux, SPM2), la reflectivité dans la direction du radiomètre (, ) due aux petites vagues est de la forme

avec

et

Le coefficient RPE⁽⁰⁾ (, ) est le coefficient de Fresnel et représente la puissance qui serait réfléchie depuis la direction spéculaire dans la direction (, ) si la mer avait été plane. Le coefficient RPE⁽²⁾ est négatif car il représente la partie de la puissance incidente dans la direction spéculaire et qui est diffusée dans d’autres directions que la direction spéculaire, donc dans d’autres directions que (, ). Le coefficient R_i = R PE ⁽¹⁾ est positif car il représente la puissance incidente depuis une direction autre que la direction spéculaire du radiomètre et qui est diffusée dans la direction du radiomètre (, ).

Dans le modèle de l’UCL,

où

est le coefficient de reflexion effectif, qui représente la fraction de la puissance incidente dans la direction spéculaire et qui est effectivement réfléchie dans la direction du radiomètre. On devrait donc avoir

Le coefficient RPE⁽¹⁾ du modèle UCL est le même que celui que j’utilise et qui est issu de la SPM développée au premier ordre (j’appellerai ce modèle la SPM1).

Les résultats que j’ai obtenus en utilisant le modèle de diffusion SPM1 dans mon modèle d’émissivité sont très similaires à ceux de la SPM2 en H-pol et en V-pol pour des incidences modérées. En revanche, mes simulations de Tbmer en bande L et celles effectuées par Estelle Obligis avec le modèle de l’UCL ([6]) sont très différentes. Nous avons utilisé le modèle de spectre ELF et le modèle de constante diélectrique de KS pour les deux modèles. Nous n’avons pas pris en compte l’écume. Les écarts de Tbmer simulées sont très grands entre les deux modèles (2.5 K au nadir pour un vent de 14 m.s^-1, voir la figure 5.11), T bmer (UCL) étant quasiment insensible au vent (une fois le modèle d’écume supprimé).

L’écart entre les deux modèles provient en fait d’un facteur correctif dans le code UCL, destiné à obtenir une émissivité nulle pour un conducteur parfait. Ce facteur a été validé à plus haute fréquence mais s’il est supprimé, les résultats du modèle UCL sont très similaires au miens pour des incindences faibles et modérées. D’autre part, pour un conducteur parfait, j’obtiens une emissivité de 10^-10 .

La conclusion de cette étude est que la SPM1 et la SPM2 donnent des résultats similaires aux angles d’incidence modérés, contrairement à ce qu’auraient pu laisser penser les résultats du modèle de l’UCL en mode standard (i.e. avec le facteur ”correctif”).