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Caracterisation Des Proprietes Microphysiques Et Radiatives Des Nuages De Glaces Dans La Mousson Dafrique De Louest A Partir De Donnees Aeroportees Et Satellite Amma
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Book Synopsis Caractérisation des propriétés microphysiques et radiatives des nuages de glaces dans la Mousson d'Afrique de l'Ouest à partir de données aéroportées et satellite (AMMA) by : Mathieu Papazzoni
Download or read book Caractérisation des propriétés microphysiques et radiatives des nuages de glaces dans la Mousson d'Afrique de l'Ouest à partir de données aéroportées et satellite (AMMA) written by Mathieu Papazzoni and published by . This book was released on 2010 with total page 406 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Améliorer notre connaissance des propriétés nuageuses et des processus physiques qui gouvernent celles-ci est crucial pour minimiser les incertitudes liées aux prévisions climatiques actuelles et pour la prévision numérique du temps. En cela une meilleure compréhension du rôle prépondérant et complexe joué par les nuages de glace dans les transferts d’eau et surtout d’énergie est nécessaire. C’est dans ce but que ce travail de thèse s’attache à caractériser les propriétés des nuages de glace au sein de la mousson ouestafricaine à différentes échelles. La première partie est consacrée à une étude locale utilisant les données du radar aéroporté RASTA. A cette occasion, une méthode de restitution des propriétés dynamiques a été développée afin de mener des études de cas. Le contraste continent/océan est également observé à partir de ces données. La seconde partie exploite une approche régionale de ce phénomène avec l’établissement de climatologies annuelles et mensuelles à partir de données des satellites CloudSat et CALIPSO, permettant de caractériser les propriétés statistiques des nuages et les processus dominants en fonction de l’altitude. L’analyse de la variabilité spatio-temporelle et des fréquences d’occurrences des situations multi-couches complète ce travail.
Book Synopsis Étude des propriétés optiques des cristaux de glace composant les cirrus by : Benjamin Marchant
Download or read book Étude des propriétés optiques des cristaux de glace composant les cirrus written by Benjamin Marchant and published by . This book was released on 2009 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les nuages constituent une des principales sources d’incertitudes dans les modèles climatiques actuels. Ces incertitudes découlent de la difficulté à établir des paramétrisations permettant d’intégrer correctement les propriétés radiatives des nuages dans les modèles climatiques. Pour améliorer et optimiser ces paramétrisations il est nécessaire de collecter un grand nombre d’informations sur les grandeurs macrophysiques et microphysiques des nuages. La restitution de ces propriétés repose largement sur la comparaison de mesures satellitaires à des simulations réalisées à partir de modèles de transfert radiatif en atmosphère nuageuse. Cette étude est consacrée aux nuages de la haute troposphère de type cirrus dont l’une des caractéristiques est d’être principalement constitués de cristaux de glace non sphériques avec des formes et des tailles variées. Afin de comprendre les propriétés radiatives de ces nuages, il est donc nécessaire d’étudier au préalable les interactions du rayonnement électromagnétique avec ce type de cristaux. Pour cela, nous avons développé plusieurs algorithmes basés sur des approximations de l’optique géométrique et de l’optique ondulatoire. D’autre part, les propriétés radiatives de ces nuages dépendent de leurs caractéristiques macrophysiques et microphysiques, comme l’épaisseur géométrique et l’altitude, l’épaisseur optique, ainsi que la taille et la forme des cristaux qui le composent. Des campagnes aéroportées de mesures in situ ont révélé que ces nuages pouvaient également présenter une variabilité verticale importante de leur distribution granulométrique. Il est donc primordial d’évaluer l’impact radiatif de cette variabilité verticale pour établir si et comment elle doit ître prise en compte dans les modèles. Pour répondre à cette question, nous avons développé un modèle de cirrus permettant de décrire cette hétérogénéité. Nous avons alors montré, à partir de l’évaluation de la sensibilité des propriétés radiatives de ces nuages au profil vertical, qu’il est important de prendre en compte cette hétérogénéité et comment retrouver certaines informations sur le profil vertical par télédétection passive
Book Synopsis Propriétés microphysiques des cirrhus by : Anthony Guignard
Download or read book Propriétés microphysiques des cirrhus written by Anthony Guignard and published by . This book was released on 2012 with total page 198 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les nuages de glace couvrent en moyenne 30 % de la surface du globe et occupent une place privilégiée dans l'étude du climat. Composés de cristaux de taille et de forme variables, ces nuages présentent des propriétés optiques complexes qu'il s'avère nécessaire de déterminer afin d'évaluer leur impact sur le bilan radiatif global. L'objectif de cette thèse est la restitution et l'analyse des propriétés microphysiques des nuages de glace et nous utilisons pour cela la synergie des observations spatiales de la constellation A-Train : les mesures du sondeur infrarouge AIRS et la caractérisation des différentes couches nuageuses fournit par le lidar CALIOP et le radar CloudSat. Nous développons une méthode de restitution des propriétés microphysiques basée sur la différence des émissivités nuageuses entre 8 et 12,5 μm qui nous permet de déterminer l'épaisseur en glace ainsi que le diamètre effectif et la forme des cristaux de glace des cirrus. L'analyse de six ans d'observations nous permet d'établir une climatologie des propriétés des cirrus que nous comparons à d'autres climatologies nuageuses dans le cadre du GEWEX cloud assessment. Nous analysons ensuite les relations entre les différentes propriétés physiques et microphysiques des cirrus afin d'établir des paramétrisations du diamètre effectif qui soient valides à l'échelle globale et utilisables dans les modèles de climat. Nous estimons également le contenu en glace des cirrus qui nous permet en plus d'évaluer une méthode alternative de caractérisation de leur comportement radiatif basée sur un ensemble de propriétés optiques obtenues à partir de campagnes de mesures aéroportées.
Book Synopsis Description des propriétés macrophysiques et microphysiques des nuages par télédétection active et passive by : Bertrand Ovigneur
Download or read book Description des propriétés macrophysiques et microphysiques des nuages par télédétection active et passive written by Bertrand Ovigneur and published by . This book was released on 2008 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les nuages sont l'une des principales sources d'incertitudes de la prévision du climat futur de la Terre. L'étude présentée vise à développer des méthodes affinant la description tant macrophysique que microphysique des nuages à partir de mesures aéroportées. Ces méthodes peuvent être à terme appliquées à des mesures spatiales du type de celles du train de l'espace, l'A -train. A cet effet, les mesures de deux radiomètres (POLDER et MiniMIR) et d'un lidar (LEANDRE) acquises pendant la campagne aéroportée FRENCH/DIRAC sont exploitées. Une méthode d'absorption différentielle est développée et utilisée pour corriger les mesures des deux radiomètres POLDER et MiniMIR de l'absorption par les gaz atmosphériques. POLDER, avec son large champ de vue, effectue une mesure radiométrique multidirectionnelle. La luminance multidirectionnelle d'une scène nuageuse est obtenue en la suivant sur plusieurs acquisitions successives de l'instrument. POLDER et LEANDRE permettent une évaluation de l'altitude des nuages. Le lidar fournit l'information la plus précise et peut permettre de discriminer les sommets et les bases de plusieurs couches nuageuses. Par des méthodes stéréoscopiques ou basées sur l'absorption par le dioxygène, POLDER fournit une information sur l'altitude des nuages. Celle-ci est moins précise mais présente l'avantage de rendre compte du large champ spatial couvert par l'instrument. Les mesures polarisées de POLDER ou de LEANDRE permettent une estimation de la phase thermodynamique des nuages, mais par commodité, une méthode simple basée sur le rapport des luminances mesurées dans le visible et le moyen infrarouge par MiniMIR est développée et privilégiée dans cette étude. Finalement, une méthode d'estimation optimale est développée et mise en œuvre pour déterminer l'épaisseur optique des nuages et la dimension des particules qui les constituent à partir de mesures passives dans le visible et dans le moyen infrarouge. Comparée aux méthodes précédemment développées au laboratoire, cette méthode permet d'obtenir des précisions similaires sur les paramètres nuageux déterminés. Toutefois, elle offre l'avantage d'exploiter naturellement les mesures multidirectionnelles de POLDER ainsi que d'autres informations ou données auxiliaires. De part sa modularité, cette méthode pourrait permettre d'exploiter en synergie les mesures de l'A-train.
Book Synopsis Analyse multi-échelle du cycle de l'eau dans la mousson africaine à l'aide d'observations GPS by : Rémi Meynadier
Download or read book Analyse multi-échelle du cycle de l'eau dans la mousson africaine à l'aide d'observations GPS written by Rémi Meynadier and published by . This book was released on 2010 with total page 199 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La mousson d'Afrique de l'Ouest (MAO) représente un système climatique régional dont le cycle saisonnier est très marqué, notamment par l'humidité et les pluies de mousson et par la réponse de la végétation et des surfaces continentales. Les populations du Sahel dépendent de manière vitale de la régularité de ce système. Le cycle de l'eau est ainsi un élément primordial de la MAO et son étude est un objectif majeur de la campagne AMMA (Analyses Multidisciplinaires de la Mousson Africaine). Dans ce contexte, six stations GPS ont été installées le long du gradient climatique méridien d'Afrique de l'Ouest dès 2005. Cette thèse porte d'une part sur l'analyse de l'humidité atmosphérique à l'aide des données GPS et propose d'autre part une étude plus approfondie des bilans d'eau dans l'atmosphère, à l'aide de différents jeux de données élaborés à partir des produits de la campagne AMMA (observations et modélisation). L'analyse des séries temporelles GPS met en évidence une variabilité spatiale et temporelle de la vapeur d'eau (cycle saisonnier, variabilité intra-saisonnière avec des modes de 10-20 jours, échelle synoptique et cycle diurne) qui est reliée aux processus atmosphériques de la mousson. La précision de ces données permet également d'identifier des biais d'humidité dans les observations de radiosondages et de manière corrélée (via l'assimilation) dans les modèles de prévision météorologique. Une méthode est ensuite développée pour calculer des bilans d'eau intégrés verticalement à l'échelle de l'Afrique de l'Ouest à partir d'un jeu de données "hybride". Elle combine des estimations de pluies satellitaires, des simulations d'un ensemble de modèles de transfert sol-végétation-atmosphère (TSVA) tous forcés par les mêmes pluies et d'autres produits élaborés de qualité. L'analyse du fonctionnement du cycle hydrologique à l'interface surface-atmosphère à l'aide de ce nouveau jeu de données, permet de confirmer ou d'infirmer certaines hypothèses élaborées dans le passé mais surtout d'apporter un éclairage nouveau sur le cycle saisonnier et la variabilité interannuelle des bilans d'eau et d'énergie à la surface. Nous mettons notamment en évidence des relations entre les termes de ces bilans (convergence d'humidité, pluie, évaporation, ruissellement, humidité dans le sol, et le rayonnement net) distinctes suivant les échelles considérées. Ce jeu de données est ensuite utilisé comme référence pour évaluer les différents termes du bilan d'eau d'un ensemble de modèles météorologiques (ré-analyses, analyses opérationnelles et prévisions des modèles de Météo-France, ECMWF et NCEP). Des biais importants sont diagnostiqués dans les précipitations, les évaporations et la convergence d'humidité de ces modèles. Des hypothèses sont proposées quant à l'origine de ces biais (défauts dans les schémas de convection, dans l'initialisation de l'humidité des sols et dans les données assimilées, mais également des incertitudes de calcul). Pour certains modèles (p.ex. ECMWF), nous identifions une rétroaction de ces biais sur la circulation atmosphérique dans la région de la dépression Saharienne. Ce travail ouvre des perspectives d'améliorations du cycle de l'eau des modèles de prévision météorologique et fournit un jeu de données hybride potentiellement utile pour analyser les interactions des processus aux échelles inférieures (méso-échelle et synoptique).
