Surface and Tropospheric Water Vapor Variability and Decadal Trends at Two Supersites of CO-PDD (Cézeaux and Puy de Dôme) in Central France

• Published in: Atmosphere
• Main Authors: Hadad, Dani, Baray, Jean-Luc, Montoux, Nadège, van Baelen, Joël, Fréville, Patrick, Pichon, Jean-Marc, Bosser, Pierre, Ramonet, Michel, Yver Kwok, Camille, Bègue, Nelson, Duflot, Valentin
• Other Authors: Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne 2017-2020 (UCA 2017-2020 )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP), Laboratoire de météorologie physique (LaMP), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom Paris (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom Paris (IMT), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), ICOS-ATC (ICOS-ATC), Laboratoire de l'Atmosphère et des Cyclones (LACy), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2018
• Subjects: atmospheric water vapor; cycles and variability; climatology; decenal trends; [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; [SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology; North Atlantic; North Atlantic oscillation
• Online Access: https://hal.science/hal-01857444; https://hal.science/hal-01857444/document; https://hal.science/hal-01857444/file/atmosphere-09-00302.pdf; https://doi.org/10.3390/atmos9080302

International audience We present an analysis of decadal in situ and remote sensing observations of water vapor over the Cézeaux and puy de Dôme, located in central France (45 • N, 3 • E), in order to document the variability, cycles and trends of surface and tropospheric water vapor at different time scales and the geophysical processes responsible for the water vapor distributions. We use meteorological stations, GPS (Global Positioning System), and lidar datasets, supplemented with three remote sources of water vapor (COSMIC-radio-occultation, ERA-interim-ECMWF numerical model, and AIRS-satellite). The annual cycle of water vapor is clearly established for the two sites of different altitudes and for all types of measurement. Cezeaux and puy de Dôme present almost no diurnal cycle, suggesting that the variability of surface water vapor at this site is more influenced by a sporadic meteorological system than by regular diurnal variations. The lidar dataset shows a greater monthly variability of the vertical distribution than the COSMIC and AIRS satellite products. The Cézeaux site presents a positive trend for the GPS water vapor total column (0.42 ± 0.45 g·kg −1 /decade during 2006-2017) and a significant negative trend for the surface water vapor mixing ratio (−0.16 ± 0.09 mm/decade during 2002-2017). The multi-linear regression analysis shows that continental forcings (East Atlantic Pattern and East Atlantic-West Russia Pattern) have a greater influence than oceanic forcing (North Atlantic Oscillation) on the water vapor variations.