CHIRACO-AMIAUD
Marjolaine Chiriaco-Amiaud
Lee 7 octobre 2005 à 14h30, à l'Ecole Polytechnique, amphi Carnot.
Les cirrus : observation par télédétection et modélisation à méso-échelle.
Le jury composé de :
M. Jean-Louis Brenguier (rapporteur, Météo-France)
Mme Hélène Chepfer (codirectrice de thèse, LMD/IPSL)
M. Alain Hauchecorne (examinateur, SA/IPSL)
M. Patrick Minnis (examinateur, NASA)
M. Jacques Pelon (directeur de thèse, SA/IPSL)
Mme Laurence Picon (présidente du jury, LMD/IPSL)
M. Jean-Pierre Pinty (rapporteur, LA)
RESUME :
Les cirrus fins sont un élément clé des incertitudes du climat : leurs
effet de serre et d'albédo sont du même ordre de grandeur sans savoir
lequel des deux prédomine ; ils jouent un rôle mal compris à la tropopause
qui a des conséquences sur la régulation de la vapeur d'eau. La
connaissance de ces problématiques va bientôt progresser grâce aux
observations de l'Aqua-Train qui permettront de documenter les cirrus à
l'échelle globale. Dans cette thèse, nous explorons les possibilités
offertes par l'Aqua-Train à partir de mesures équivalentes selon deux
objectifs : améliorer la description des cirrus et évaluer leur
représentation dans un modèle méso-échelle.
Une méthode utilisant le couplage d'un lidar et de trois canaux infrarouge
d'un radiomètre est développée pour améliorer la restitution des rayons
effectifs de cristaux dans les cirrus. Le lidar y lève l'incertitude sur
l'altitude du cirrus et renseigne sur la forme des cristaux. Cette méthode
est évaluée en la comparant à deux méthodes de référence et à des mesures
in-situ. Elle apporte un progrès pour les nuages optiquement fins rarement
détectés par les méthodes déjà exploitées à l'échelle globale qui
n'utilisent que la télédétection passive. Elle est mise en défaut pour les
nuages optiquement épais associés aux enclumes de cumulo-nimbus.
Des observations équivalentes à l'Aqua-Train sont utilisées pour évaluer
les cirrus simulés par un modèle méso-échelle. L'utilisation simultanée
des approches « modèle vers observations » et « observations vers modèle »
permet de cerner les tendances du modèle, d'identifier ses défauts,
d'imaginer des modifications dans les paramétrisations pour les rendre
plus pertinentes. En les appliquant, nous montrons que les quatre schémas
de microphysique testés produisent les cirrus correctement dans le temps
et l'espace, mais optiquement trop fins, trop persistants et étendus. Les
simulations sont très sensibles à la formulation de la vitesse de chute
des cristaux et les cirrus d'épaisseur optique de l'ordre de 3 sont les
plus faciles à simuler.
Cette thèse a permis de préciser des voies de recherche pour progresser
dans la compréhension du rôle des cirrus sur le climat à partir des
mesures globales de l'Aqua-Train qui seront bientôt disponibles.
