The Mediterranean region is frequently affected by heavy precipitation events associated with flash floods, landslides, and mudslides that cause hundreds of millions of euros in damages per year and, often, casualties. A major field campaign was devoted to heavy precipitation and f lash f loods from 5 September to 6 November 2012 within the framework of the 10-yr international Hydrological Cycle in the Mediterranean Experiment (HyMeX) dedicated to the hydrological cycle and related high-impact events. The 2-month field campaign took place over the northwestern Mediterranean Sea and its surrounding coastal regions in France, Italy, and Spain. The observation strategy of the field experiment was devised to improve knowledge of the following key components leading to heavy precipitation and flash flooding in the region: 1) the marine atmospheric f lows that transport moist and conditionally unstable air toward the coasts, 2) the Mediterranean Sea acting as a moisture and energy source, 3) the dynamics and microphysics of the convective systems producing heavy precipitation, and 4) the hydrological processes during flash floods. This article provides the rationale for developing this first HyMeX field experiment and an overview of its design and execution. Highlights of some intensive observation periods illustrate the potential of the unique datasets collected for process understanding, model improvement, and data assimilation.

Abstract. Atmospheric radiative transfer models are extensively used in Earth observation to simulate radiative processes occurring in the atmosphere and to provide both upwelling and downwelling synthetic brightness temperatures for ground-based, airborne, and satellite radiometric sensors. For a meaningful comparison between simulated and observed radiances, it is crucial to characterize the uncertainty in such models. The purpose of this work is to quantify the uncertainty in radiative transfer models due to uncertainty in the associated spectroscopic parameters and to compute simulated brightness temperature uncertainties for millimeter- and submillimeter-wave channels of downward-looking satellite radiometric sensors (MicroWave Imager, MWI; Ice Cloud Imager, ICI; MicroWave Sounder, MWS; and Advanced Technology Microwave Sounder, ATMS) as well as upward-looking airborne radiometers (International Submillimetre Airborne Radiometer, ISMAR, and Microwave Airborne Radiometer Scanning System, MARSS). The approach adopted here is firstly to study the sensitivity of brightness temperature calculations to each spectroscopic parameter separately, then to identify the dominant parameters and investigate their uncertainty covariance, and finally to compute the total brightness temperature uncertainty due to the full uncertainty covariance matrix for the identified set of relevant spectroscopic parameters. The approach is applied to a recent version of the Millimeter-wave Propagation Model, taking into account water vapor, oxygen, and ozone spectroscopic parameters, though the approach is general and can be applied to any radiative transfer code. A set of 135 spectroscopic parameters were identified as dominant for the uncertainty in simulated brightness temperatures (26 for water vapor, 109 for oxygen, none for ozone). The uncertainty in simulated brightness temperatures is computed for six climatology conditions (ranging from sub-Arctic winter to tropical) and all instrument channels. Uncertainty is found to be up to few kelvins [K] in the millimeter-wave range, whereas it is considerably lower in the submillimeter-wave range (less than 1 K).