EDDOUNIA
"La microphysique des cirrus à l’échelle du globe: Corrélation avec les
propriétés atmosphériques pour une meilleure représentation dans les
modèles de climat"
le Vendredi 22 octobre 2004 à 10H30
Bibliothèque du LPTP, Ecole Polytechnique (Aile 1, Niveau 1)
Palaiseau, RER B Lozère
devant le jury composé de
Pr. Gérard Brogniez (LOA) Rapporteur
Dr. Patrick Chervet (ONERA) Examinateur
Dr. Jean-François Gayet (LaMP) Rapporteur
Dr. Philippe Keckhut (SA) Examinateur
Dr. Hervé LeTreut (LMD) Président du jury
Dr. Claudia Stubenrauch (LMD) Directrice de thèse
Résumé :
Les cirrus, à cause de leur grande étendue spatio-temporelle, jouent un
rôle prépondérant dans la balance énergétique du système
terre-atmosphère. Leur impact radiatif dépend de leurs propriétés
physiques et microphysiques. Actuellement, ni la valeur absolue ni le
signe de la rétroaction des cirrus par rapport à un changement
climatique ne sont connus avec exactitude. Seule l’observation des
propriétés des cirrus à différentes échelles spatio-temporelles permet
de comprendre, et donc de mieux représenter, leur impact sur le climat.
Les observations satellitaires offrent la possibilité d’étudier les
propriétés nuageuses à une échelle globale et sur de longues périodes.
Les sondeurs verticaux TOVS (TIROS-N Operational Vertical Sounder) ont
déjà montré leur capacité de restitution des propriétés physiques
(altitude, température et émissivité) et microphysiques (taille des
cristaux (De) et épaisseur en glace (IWP)) des cirrus grâce à leur bonne
résolution spectrale dans le domaine infrarouge. Cette thèse porte sur
l’étude des propriétés des cirrus déterminées à partir des observations
de TOVS en synergie avec trois autres types de données : 1) les
observations du sommet et de la base des nuages à partir du premier
lidar spatial LITE, 2) les paramètres atmosphériques des ré-analyses de
l’ECMWF et 3) les flux radiatifs déterminés à partir du radiomètre
ScaRaB. La combinaison des observations de TOVS et des profils de
rétro-diffusion de LITE nous a permis d’évaluer l’altitude des nuages de
TOVS et de montrer que celle ci se situe au milieu de la couche
nuageuse. La combinaison des observations de TOVS et des ré-analyses de
l’ECMWF nous a permis d’analyser les corrélations, à une échelle globale
et sur une période de quatre années, entre les propriétés microphysiques
des cirrus et les propriétés dynamiques et thermodynamiques de
l’atmosphère environnante. Ces analyses nous ont permis de relever les
fortes corrélations qui existent entre l’humidité de l’atmosphère, De et
le IWP. Ces corrélations dépendent de la situation dynamique : les
fortes valeurs de IWP sont liées aux situations humides avec de fortes
ascendances tandis que les fortes valeurs de De sont liées aux
situations humides avec de faibles vents horizontaux et verticaux.
Nous avons évalué la cohérence des paramétrisations des propriétés de
diffusion des cristaux de glace entre le domaine thermique et le domaine
solaire. Trois différentes paramétrisations, fondées sur différents
principes physiques ainsi que différentes hypothèses sur la forme des
cristaux, ont été étudiées. Grâce à cette étude nous avons déterminé la
forme des cristaux qui donne un meilleur accord entre les albédos
observés et simulés.
