Étude des propriétés radiatives d'un paramétrage des nuages à sous-échelle pour les modèles climatiques PDF Download
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Author: Claude Landry
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Author: Claude Landry
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Author: Dimitra Konsta
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Languages : fr
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en français : Les modèles climatiques ont beaucoup progressé pour représenter les nuages. Pourtant la réponse et la rétroaction nuageuse demeure très différente d'un modèle à l'autre, et reste la principale source d'incertitude pour la sensibilité climatique prédite par les modèles de climat, et limite la fiabilité sur les projections du changement climatique dû au forçage anthropique. Il est donc crucial d'améliorer la représentation des processus nuageux dans les modèles climatiques. L'évaluation des nuages nécessite des observations précises. Jusqu'à récemment, des observations de plusieurs aspects fondamentaux des nuages comme la distribution tridimensionnelle des nuages existaient uniquement très grossièrement et obtenus de manière très indirecte par les satellites de télédétection passive (i.e. CERES, ERBE, ScaRab, ISCCP) qui mesurent les flux radiatifs au sommet de l'atmosphère. Les observations A-Train constituent des outils exceptionnels pour caractériser les propriétés nuageuses. L'objet de cette thèse est de tirer profit des observations de l'A-train afin d'évaluer la description des nuages simulée par les modèles climatiques. Nous utilisons le radiomètre CERES pour estimer l'effet radiatif des nuages, les radiomètres PARASOL et MODIS qui mesurent la réflectance, analysée ici comme un proxy de l'épaisseur optique des nuages et le lidar CALIPSO qui fournit des informations précises sur la distribution verticale des nuages. Les données co-localisées et analysées statistiquement constituent une occasion exceptionnelle de contraindre simultanément les propriétés radiatives des nuages et leur distribution tridimensionnelle. Le modèle du climat évalué est le LMDZ ainsi qu'une nouvelle version du modèle en cours de développement, où des nouvelles paramétrisations du bloc couche-limite/convection/nuages est testée. La méthode de comparaison des sorties des modèles climatiques aux grandeurs observées utilise d'une part le simulateur COSP (CFMIP Observation Simulator Package) qui comprend SCOPS, le simulateur lidar et le simulateur PARASOL et d'autre part les jeux des données (CFMIP-OBS) construits pour être compatibles avec les simulateurs. Nous étudions les propriétés nuageuses dans les tropiques par régime de circulation, et en classant les nuages par régions. Une nouvelle méthode a été développée : les observations sont analysées à haute résolution (spatiale et temporelle) au lieu des moyennes mensuelles et saisonnières utilisées habituellement afin de se placer à une échelle aussi proche que possible de celle des processus nuageux. Cette analyse a permis de contraindre les paramétrisations développées pour représenter les nuages et révéler des biais dans les deux versions du LMDZ. Des compensations d'erreurs ont été identifiées (i) sur la distribution verticale des nuages : la couverture nuageuse des nuages hauts et surestimée alors que les nuages bas et moyens sont significativement sous-estimés, (ii) entre la couverture nuageuse et l'épaisseur optique : la couverture nuageuse totale est sous-estimée mais les nuages qui se forment ont une épaisseur optique très élevée ce qui aboutit à une simulation correcte des flux au sommet de l'atmosphère par le modèle.
Author: Olivier Boucher
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Pages : 223
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LA QUESTION DE L'INFLUENCE DES AEROSOLS SUR LE CLIMAT EST DEVENUE PRIMORDIALE POUR LA COMPREHENSION DU SYSTEME CLIMATIQUE. LES AEROSOLS SONT EN EFFET SUSCEPTIBLES D'AVOIR CONTREBALANCE, TOUT DU MOINS EN PARTIE, L'EFFET DE SERRE ADDITIONNEL DES GAZ TRACES D'ORIGINE ANTHROPIQUE DEPUIS LE DEBUT DE L'ERE INDUSTRIELLE. ILS INFLUENCENT LE CLIMAT PAR LEUR EFFET SUR LE RAYONNEMENT ATMOSPHERIQUE. CET EFFET PEUT ETRE DIRECT PAR DIFFUSION ET ABSORPTION DU RAYONNEMENT SOLAIRE ET TELLURIQUE, OU INDIRECT PAR L'INTERMEDIAIRE DES NUAGES DONT ILS MODIFIENT LES PROPRIETES MICROPHYSIQUES ET OPTIQUES. CETTE THESE ABORDE LE PROBLEME DES AEROSOLS A L'ECHELLE GLOBALE, AVEC POUR OBJET DE QUANTIFIER LES FORCAGES RADIATIFS DIRECT ET INDIRECT DES AEROSOLS. LE PREMIER CHAPITRE EST CONSTITUE D'UNE BREVE INTRODUCTION ET DE RAPPELS THEORIQUES SUR LES AEROSOLS, LEUR ACTIVATION DANS LES NUAGES ET LEURS PROPRIETES OPTIQUES. LE SECOND CHAPITRE PRESENTE BRIEVEMENT LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DU MODELE DE CIRCULATION GENERALE UTILISE PAR LA SUITE, ET EN PARTICULIER LES PARAMETRISATIONS DE LA CONDENSATION, DE LA PRECIPITATION ET DU TRANSFERT RADIATIF. LE TROISIEME CHAPITRE ABORDE LA PROBLEMATIQUE DES EFFETS CLIMATIQUES DES AEROSOLS ET PRESENTE LES TRAVAUX DEJA EFFECTUES SUR LE SUJET. EN PARTICULIER, UNE PRESENTATION DES MODELES DE CHIMIE-TRANSPORT UTILISES DANS CETTE ETUDE EST REALISEE. SEULS SONT D'AILLEURS PRIS EN COMPTE ICI LES AEROSOLS SOUFRES. L'EFFET DIRECT EST ABORDE AU TRAVERS D'UNE ETUDE DE SENSIBILITE A LA TAILLE DES AEROSOLS ET A LA COMPOSITION CHIMIQUE DES AEROSOLS SOUFRES. CONTRAIREMENT A UNE IDEE REPANDUE, LA TAILLE DES AEROSOLS, POURVU QUE CEUX-CI RESTENT DANS LE MODE D'ACCUMULATION, ET LA COMPOSITION CHIMIQUE DES AEROSOLS, POUR LE SYSTEME NH#4/SO#4/H#2O, JOUENT UN ROLE LIMITE DANS LA DETERMINATION DU FORCAGE RADIATIF. DES CALCULS RADIATIFS, EFFECTUES SUR UNE COLONNE ISOLEE AVEC DES MODELES DE COMPLEXITE CROISSANTE, NOUS PERMETTENT DE DRESSER UNE LISTE DES FACTEURS EXTERNES QUI MODULENT FORTEMENT L'EFFET DIRECT DES AEROSOLS, COMME L'ANGLE ZENITHAL DU RAYONNEMENT SOLAIRE INCIDENT, LA NEBULOSITE, OU L'ALBEDO DE SURFACE. LES CORRELATIONS ENTRE CES PARAMETRES SONT UNE SOURCE POTENTIELLE IMPORTANTE D'INCERTITUDES DANS LE CALCUL DE L'EFFET DIRECT. DANS LE CINQUIEME CHAPITRE, NOUS UTILISONS DEUX APPROCHES FORT DIFFERENTES POUR ESTIMER L'EFFET INDIRECT. LA PREMIERE REPOSE SUR UNE RELATION EMPIRIQUE ENTRE LA CONCENTRATION MASSIQUE EN SULFATES ET LA CONCENTRATION DU NUAGE EN GOUTTELETTES. LA SECONDE EXPLOITE LE CONTRASTE HEMISPHERIQUE DE TAILLE DE GOUTTELETTES OBSERVE PAR SATELLITE. CES DEUX ESTIMATIONS CONDUISENT, DE MANIERE QUELQUE PEU FORTUITE, A DES FORCAGES RADIATIFS SIMILAIRES. TOUTEFOIS, CES DEUX APPROCHES RESTENT DES ETUDES DE SENSIBILITE ; UNE QUANTIFICATION DES INCERTITUDES, LORSQUE CELA EST POSSIBLE, NOUS APPELLE EN EFFET A BEAUCOUP DE PRUDENCE. LA DERNIERE PARTIE PRESENTE UNE PARAMETRISATION PLUS COMPLETE, MAIS PRELIMINAIRE, DE LA MICROPHYSIQUE DES NUAGES D'EAU LIQUIDE ET CONSTITUE UN PREMIER PAS VERS UNE MEILLEURE PRISE EN COMPTE DES EFFETS INDIRECTS DES AEROSOLS DANS UN MODELE DE CIRCULATION GENERALE
Author: NIKOLAOS.. HATZIANASTASSIOU
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Languages : fr
Pages : 170
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LES INTERACTIONS ENTRE LES PARTICULES D'AEROSOLS, LES NUAGES ET LE RAYONNEMENT SOLAIRE CONSTITUENT UN SYSTEME TRES COMPLEXE. CES INTERACTIONS SONT ASSEZ MAL CONNUES ET ELLES SONT PARAMETRISEES DANS LES MODELES CLIMATIQUES ACTUELS, DE FACON IMPARFAITE. DANS CES MODELES, ON CONSIDERE QUE LES AEROSOLS NE SE MODIFIENT PAS. CEPENDANT, EN SE SERVANT DES NOYAUX DE CONDENSATION (CCN), LES PARTICULES D'AEROSOLS PARTICIPENT A PLUSIEURS CYCLES NUAGEUX AVANT D'ETRE LESSIVEES ET DEPOSEES A LA SURFACE TERRESTRE. A CAUSE DE DIVERS PROCESSUS QUI ONT LIEU PENDANT UN CYCLE NUAGEUX LES PARTICULES D'AEROSOLS SUBISSENT DES MODIFICATIONS PAR LES NUAGES. AINSI, A LA FOIS LEURS EFFETS DIRECT ET INDIRECT PEUVENT ETRE MODIFIES EGALEMENT. L'OBJET DE CETTE ETUDE EST L'INFLUENCE DE LA SUCCESSION DES CYCLES NUAGEUX SUR L'EFFET INDIRECT DES PARTICULES D'AEROSOLS. UN MODELE MICROPHYSIQUE SPECTRAL (DESCAM) A SERVI POUR L'ETUDE DE L'INFLUENCE D'UN SPECTRE DE PARTICULES D'AEROSOLS SUR LES PROPRIETES MICROPHYSIQUES D'UN NUAGE AINSI QUE LA REDISTRIBUTION DE CE SPECTRE APRES L'EVAPORATION DU NUAGE. EN UTILISANT UN CODE DE CALCULS DE MIE ET UN MODELE DE TRANSFERT RADIATIF, LES PROPRIETES OPTIQUES ET RADIATIVES ONT ETE ESTIMEES POUR DIFFERENTS TYPES DE NUAGES. L'IMPACT DE LA MICROPHYSIQUE SUR LES PROPRIETES RADIATIVES ET OPTIQUE DE NUAGES A ETE ETUDIEE EN CALCULANT L'EVOLUTION TEMPORELLE DE CES PROPRIETES EN LIAISON AVEC L'EVOLUTION DES PROPRIETES MICROPHYSIQUES NUAGEUSES. LES COMPARAISONS ENTRE LES RESULTATS DU MODELE ET LES OBSERVATIONS LORS DE LA CAMPAGNE EXPERIMENTALE NARE 1993 ONT MONTRE UN BON ACCORD. QUELQUES SCHEMAS DE PARAMETRISATIONS DES PROPRIETES RADIATIVES DE NUAGES COMPARES AVEC LES RESULTATS DU MODELE DETAILLE ONT MONTRE DES DEVIATIONS IMPORTANTES. LES RESULTATS SONT PRESENTES POUR UN SEUL ET POUR PLUSIEURS CYCLES NUAGEUX AINSI QUE POUR DIFFERENTS CAS DE POLLUTION ATMOSPHERIQUE. DE PLUS, UNE ETUDE PRELIMINAIRE SUR L'INFLUENCE DES CYCLES NUAGEUX CONSECUTIFS SUR L'EFFET DIRECT DES PARTICULES D'AEROSOLS EST DONNEE.
Author: Sarah Guibert
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Languages : fr
Pages : 157
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Le travail de recherche effectué durant cette thèse s'intéresse à l'effet indirect des aérosols sur le climat. Certains aérosols, les noyaux de condensation nuageux, donnent naissance aux gouttelettes de nuage. En modifiant la nature chimique et la distribution des aérosols, on peut modifier la concentration des gouttelettes et, par conséquent, les propriétés radiatives des nuages et leur efficacité à produire des précipitations. Cet effet est particulièrement sensible dans les strato-cumulus marins. Pour modéliser cet effet dans un modèle de grande échelle, il est nécessaire de paramétrer l'interaction entre aérosols et concentration de gouttelettes nuageuses, la croissance des gouttelettes dans les nuages de couche limite et enfin l'interaction entre la microphysique et les propriétés radiatives des nuages. Cette étude porte sur la première étape : interaction aérosol/nuage. Tout d'abord, les mesures des propriétés physiques et chimiques des aérosols réalisées durant la campagne ACE-2 ont été analysées, dans le but de valider les mesures effectuées...
Author: Benjamin Marchant
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Languages : fr
Pages : 181
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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
Author: Frédéric Szczap
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LES NUAGES PRESENTENT DES FLUCTUATIONS DE LEURS PROPRIETES MICROPHYSIQUES A DIFFERENTES ECHELLES SPATIALES. COMMENT LES HETEROGENEITES SPATIALES DES PROPRIETES NUAGEUSES AFFECTENT LE TRANSFERT RADIATIF EST UN PROBLEME MAJEUR DANS L'ETUDE DU RAYONNEMENT DANS L'ATMOSPHERE. ON PROPOSE UNE METHODE PERMETTANT LA PRISE EN COMPTE DES EFFETS DES HETEROGENEITES HORIZONTALES DES NUAGES STRATIFORMES DANS LE CADRE DE LA THEORIE DU NUAGE HOMOGENE PLAN-PARALLELE : L'APPROXIMATION DU NUAGE PLAN-PARALLELE HOMOGENE EQUIVALENT (EHCA). L'EHCA REPOSE SUR LA DEFINITION DES PARAMETRES RADIATIFS EFFECTIFS D'UN NUAGE HETEROGENE EN IMPOSANT QUE LES FLUX RADIATIFS SOIENT EGAUX AUX FLUX RADIATIFS DU NUAGE HOMOGENE EQUIVALENT. EN UTILISANT DES NUAGES (1D ET 2D) GENERES PAR LE PROCESSUS A CASCADE BORNEE, DES NUAGES DECORRELES OU GENERES PAR ANALYSE MORPHOLOGIQUE, ON MONTRE QUE LES PARAMETRES RADIATIFS EFFECTIFS SONT FONCTION DES PARAMETRES RADIATIFS MOYENS DU NUAGE HETEROGENE ET D'UN PARAMETRE D'HETEROGENEITE CARACTERISANT LA FLUCTUATION HORIZONTALE DE L'EPAISSEUR OPTIQUE. CETTE METHODE PERMET AUSSI D'EXPLIQUER, EN PARTIE, LE PHENOMENE DE L'ABSORPTION ANOMALE. ON APPLIQUE AUSSI L'EHCA AU CAS DE LA REFLECTANCE BIDIRECTIONNELLE. ON MONTRE QUE LE BIAIS ENTRE LA REFLECTANCE BIDIRECTIONNELLE D'UN NUAGE HETEROGENE ET CELLE DU NUAGE HOMOGENE EQUIVALENT EST AU MOINS FONCTION DE L'EPAISSEUR OPTIQUE, DE L'INCIDENCE SOLAIRE ET D'UN PARAMETRE D'HETEROGENEITE CARACTERISANT LE GRADIENT HORIZONTALE DE L'EPAISSEUR OPTIQUE. ON SUSPECTE QUE CE BIAIS EST INDEPENDANT DE L'ECHELLE DE MOYENNE. LES ANALYSES SPECTRALES (FOURIER) ET D'ECHELLES (ONDELETTES) DES FLUX RADIATIFS PERMETTENT UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES INTERACTIONS ENTRE LES HETEROGENEITES NUAGEUSES ET LES PROCESSUS DE TRANSFERT RADIATIF. CES ANALYSES METTENT EN EVIDENCE QUE LES EFFETS DE LISSAGE RADIATIF ET DE RESONANCE SONT NON SEULEMENT DUS AUX PROCESSUS DE DIFFUSION MULTIPLE ET D'ABSORPTION (FONCTION DE L'ECHELLE ET DE LA LOCALISATION), MAIS AUSSI A UN DECALAGE DE PHASE LORS D'UNE INCIDENCE SOLAIRE OBLIQUE.
Author: MARIE.. DOUTRIAUX BOUCHER
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Pages : 179
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LA COUVERTURE NUAGEUSE EST L'UN DES PARAMETRES MAJEURS DE L'ETUDE DU SYSTEME CLIMATIQUE. LE MANQUE DE CONNAISSANCE SUR CETTE COUVERTURE NUAGEUSE REPRESENTE UNE DES INCERTITUDES PRINCIPALES DANS LA MODELISATION DU CLIMAT ET LA PREVISION DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES. EN PARTICULIER, LA REPARTITION VERTICALE DES NUAGES DANS L'ATMOSPHERE EST UN FACTEUR DETERMINANT DU BILAN RADIATIF DE LA TERRE. DANS LE BUT D'ETUDIER CETTE STRUCTURE VERTICALE, NOUS UTILISONS DEUX JEUX DE DONNEES, LES OBSERVATIONS DE SURFACE (DONNEES WARREN ET AL.) ET LES OBSERVATIONS SATELLITALES (DONNEES ISCCP) QUE NOUS COMMENCONS PAR COMPARER. NOUS MONTRONS LA COMPLEMENTARITE DE CES DEUX JEUX DE DONNEES. SI UNE BONNE COHERENCE SE DEGAGE AU NIVEAU DE LA DETECTION DE LA COUVERTURE NUAGEUSE TOTALE, DES DIFFERENCES SIGNIFICATIVES APPARAISSENT LORSQUE L'ON S'ATTACHE A UN TYPE PARTICULIER DE NUAGE (NUAGES BAS PAR EXEMPLE). LA VALIDATION DE LA COUVERTURE NUAGEUSE SIMULEE PAR UN MODELE DE CIRCULATION GENERALE (MCG) DEVIENT ALORS DELICATE. COMPTE TENU DE LA GRANDE HETEROGENEITE DE LA COUVERTURE NUAGEUSE, IL EST PRIMORDIAL POUR VALIDER CORRECTEMENT SES PROPRIETES DE NE PAS SEULEMENT COMPARER LE BILAN RADIATIF MOYEN SIMULE ET OBSERVE MAIS EGALEMENT D'AVOIR ACCES AUX CARACTERISTIQUES DU NUAGE (PRESSION DU SOMMET, EPAISSEUR OPTIQUE) DETERMINEES A UNE ECHELLE SPATIALE INFERIEURE A CELLE DU MODELE ET DE LES COMPARER AUX MEMES PARAMETRES DEDUITS DE L'OBSERVATION. UNE METHODE DE COMPARAISON DE LA COUVERTURE NUAGEUSE SIMULEE PAR UN MCG AVEC LES DONNEES SATELLITALES ISCCP A ETE DEVELOPPEE. NOUS UTILISONS CETTE METHODE POUR VALIDER DES PARAMETRISATIONS PHYSIQUES, SCHEMA DE CONVECTION HUMIDE ET DE COUCHE LIMITE, DANS UN MCG. TOUTEFOIS, CE TYPE DE COMPARAISON NE PERMET PAS UNE VALIDATION COMPLETE DE LA REPARTITION VERTICALE DE LA COUVERTURE NUAGEUSE. EN EFFET, LA CLIMATOLOGIE ISCCP FOURNIT UNE DESCRIPTION EN TERME DE NUAGES MONO-COUCHES RADIATIVEMENT EQUIVALENTS AU SOMMET DE L'ATMOSPHERE A LA DISTRIBUTION NUAGEUSE REELLE. CETTE REPRESENTATION, DANS LE CAS DE NUAGES ORGANISES EN MULTI-COUCHES OU A FORT DEVELOPPEMENT VERTICAL, EST DONC NON REPRESENTATIVE DE LA VERITABLE STRUCTURE VERTICALE DES COUCHES NUAGEUSES. IL S'AVERE DONC IMPORTANT D'AMELIORER DANS LE FUTUR LES TECHNIQUES DE MESURES ET D'ENVISAGER D'AUTRES INSTRUMENTS A EMBARQUER DANS L'ESPACE POUR RESOUDRE EN PARTICULIER LE PROBLEME DE DETECTION DE SYSTEMES NUAGEUX ORGANISES EN MULTI-COUCHES. C'EST DANS CETTE OPTIQUE QUE NOUS AVONS CHERCHE A MONTRER L'INTERET D'EMBARQUER UN LIDAR A RETRODIFFUSION DANS L'ESPACE EN LE COUPLANT A UN INSTRUMENT DE RADIOMETRIE PASSIVE ET A EN MESURER LES LIMITES. A PARTIR DE LA COUVERTURE NUAGEUSE SIMULEE PAR LE MCG, NOUS AVONS EFFECTUE DES SIMULATIONS DE RESTITUTION DE CETTE COUVERTURE NUAGEUSE A PARTIR DE MESURES LIDAR ET RADIOMETRIQUES. NOUS AVONS TESTE DIFFERENTES HYPOTHESES SUR CERTAINS PARAMETRES TELS QUE LE RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT ET L'ECHANTILLONNAGE AFIN DE DETERMINER LES CONDITIONS OPTIMALES D'UTILISATION DU LIDAR. LE LIDAR PERMETTRA DE MIEUX ETUDIER LA DISTRIBUTION VERTICALE DES NUAGES DANS L'ATMOSPHERE. IL PERMETTRA D'AMELIORER LA RESTITUTION DE L'ALTITUDE DU SOMMET DES NUAGES SEMI-TRANSPARENTS TELS QUE LES CIRRUS ET DE METTRE EN EVIDENCE LES SYSTEMES MULTI-COUCHES INCLUANT DES CIRRUS AINSI QUE LES SYSTEMES DE COUVERTURE NUAGEUSE FRACTIONNEE.
Author: Emmanuelle Cohen-Solal
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Languages : fr
Pages : 282
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Le but de cette thèse est l'exploitation d'un modèle couple atmosphère, océan superficiel, glace de mer, pour l'étude des interactions entre l'océan de surface et l'atmosphère. Le modèle couple qui n'avait jamais été testé auparavant est décrit dans une première partie (chapitre 2). Un intérêt particulier est porté au terme qui représente le transport de chaleur par les océans: son impact sur la thermodynamique de l'océan et sur la représentation générale de est analysé (chapitre 3). Le chapitre 4 est consacré à l'analyse des résultats du modèle à l'échelle saisonnière. Le comportement du modèle est satisfaisant et stable dans sa représentation du cycle annuel. Mais il existe des anomalies systématiques. Grâce à des études de sensibilité diverses, l'origine de ces anomalies est mieux cernée. Mais l'intérêt de ces expériences est plus large puisqu'elles permettent de révéler certains facteurs prépondérants du couplage (interaction océan-rayonnement, friction du vent en surface) et de mieux comprendre les interactions entre l'océan de surface (ou la glace de mer) et l'atmosphère. Enfin, le dernier chapitre (chapitre 5) fait l'analyse de la dérive climatique subie par notre modèle. On obtient des résultats originaux, au sens ou on met en évidence une composante lente atmosphérique qui déstabilise le système climatique pendant les cinq premières années de simulation. En particulier, on touche au problème de la représentation des propriétés radiatives des nuages hauts (cirrus) dans la région équatoriale: ces interactions nuage-rayonnement sont des phénomènes cruciaux mais néanmoins peu connus, pour la sensibilité des modèles de climat à des perturbations
Author: ANNE.. GUYOT
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Languages : fr
Pages : 215
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LES NUAGES JOUENT UN ROLE ESSENTIEL DANS LE BILAN RADIATIF DE LA PLANETE, IL EST DONC IMPORTANT DE LES REPRESENTER CORRECTEMENT DANS LES MODELES CLIMATIQUES. ON DEFINIT UNE METHODOLOGIE POUR CARACTERISER LES PROPRIETES MICROPHYSIQUES ET RADIATIVES DES NUAGES NON PRECIPITANTS A PARTIR DE MESURES RADAR. LES INSTRUMENTS CONSIDERES DANS CETTE ETUDE ALGORITHMIQUE SONT : LE RADAR A 95 GHZ BI-FAISCEAUX AEROPORTE DEVELOPPE POUR RALI, ET UN RADAR SPATIAL MONO-FAISCEAU TEL CELUI PREVU DANS L'EARTH RADIATION MISSION. NOUS AVONS ADAPTE A L'OBSERVATION DES NUAGES DEUX ALGORITHMES BI-FAISCEAUX QUI CORRIGENT LES MESURES RADAR DE L'ATTENUATION. APRES UN TRI ENTRE LES DIFFERENTS TYPES DE PARTICULES (NUAGES OU PRECIPITATIONS), NOUS POUVONS RESTITUER LA QUANTITE D'EAU LIQUIDE, LA CONCENTRATION TOTALE DE GOUTTELETTES ET LE RAYON EFFECTIF DANS LE NUAGE. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LES PERFORMANCES ET LES LIMITES DES ALGORITHMES AVEC DES SIMULATIONS, PUIS DETERMINE LES GAMMES DE VARIATION DES PARAMETRES CITES CI-DESSUS DANS DES CUMULUS, ECHANTILLONNES EN FLORIDE, QUI SONT COHERENTES AVEC LES RESTITUTIONS PAR MESURES GRANULOMETRIQUES. NOUS AVONS ENSUITE DEVELOPPE UNE METHODE PERMETTANT DE RESTITUER LES PROPRIETES RADIATIVES DE NUAGES STRATIFORMES A PARTIR D'UN RADAR SPATIAL VISANT AU NADIR. L'ORIGINALITE DE CETTE APPROCHE RESIDE DANS LA CORRECTION D'ATTENUATION. ON RESTITUE DANS UN PREMIER TEMPS L'ALTITUDE ET LA TEMPERATURE DE LA BASE DU NUAGE AINSI QUE LA CONCENTRATION TOTALE DE PARTICULES POUR DETERMINER ENSUITE LES PROFILS VERTICAUX DE QUANTITE D'EAU LIQUIDE ET DU RAYON EFFECTIF. DES TESTS ONT ETE EFFECTUES A L'AIDE DE SIMULATIONS, PUIS LES RESULTATS DE L'ALGORITHME APPLIQUE A DES MESURES D'UN RADAR SOL A 94 GHZ VISANT AU ZENITH ONT ETE COMPARES A DES MESURES DE CEILOMETRE. ENFIN NOUS AVONS ESTIME DES MOYENNES DE CONCENTRATIONS TOTALES DE GOUTTELETTES ET RESTITUE DES PROFILS DE QUANTITE D'EAU LIQUIDE ET DE RAYONS EFFECTIFS POUR LES CAS TRAITES.
