1004 articles 
Fiche détaillée Thèses
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II (08/07/2010), Vincent Giraud, Sylvie Cautenet (Dir.)
Liste des fichiers attachés à ce document : 
PDF
THESE-PENIDE-2010-vFinale.pdf(15 MB)
Mise en place de simulateurs d'instruments de télédétection dans un modèle méso-échelle (BRAMS): Application à l'étude d'un système convectif observé pendant la campagne AMMA.
Guillaume Penide1

Cette thèse présente l'étude d'un système convectif à méso-échelle (MCS), observé à Niamey (Afrique de l'Ouest) au cours de la campagne AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) en 2006, à l'aide d'un modèle numérique à méso-échelle (BRAMS). L'objectif est de documenter le cycle de vie de ce type de système nuageux complexe et de caractériser les processus microphysiques prépondérants à l'aide d'observations synthétiques. Pour cela, plusieurs simulateurs d'instruments de télédétection ont été couplés aux sorties du modèle afin de créer un jeu de données qui soit comparable aux observations réalisées durant la campagne (au sol, aéroportées et satellitaires) : un radar à 95 GHz (facteur de réflectivité équivalente et vitesse Doppler), un lidar à 532 nm (coefficient de rétrodiffusion atténué) et un radiomètre infrarouge (températures de brillance à 8.7, 10.6, et 12 µm). Les comparaisons directes et statistiques ont mis en évidence l'importance de l'utilisation d'un schéma microphysique à deux moments pour la restitution de ce type de système. La caractérisation à méso-échelle de ce MCS a été effectuée en utilisant une méthode originale de discrimination des parties convectives, stratiformes et cirriformes à partir des températures de brillance et des réflectivités radar. L'analyse statistique des champs de température de brillance a permis de vérifier que le modèle BRAMS représente de façon réaliste le cycle de vie du MCS étudié. Dans le cadre d'une analyse à petite échelle, les comparaisons entre les réflectivités radar et les vitesses Doppler (observées et simulées) ont montrées que le processus de givrage était surestimé par le modèle même dans la partie stratiforme du MCS. L'étude des différents échanges entre classes d'hydrométéores a permis de mettre évidence le fait que les agrégats givrés, souvent observés, n'étaient pas correctement restitués par le modèle. Un ajustement de la paramétrisation de deux classes d'hydrométéores glacés (agrégat et graupel) est donc nécessaire. Le paramètre de forme des lois gamma utilisées pour représenter la distribution en taille de ces hydrométéores, ainsi que les coefficients des lois masse-diamètre doivent être modifiés afin de mieux représenter la gamme des densités observées in situ. Néanmoins, la variabilité des distributions en tailles calculées à partir des 7 classes d'hydrométéores dans cette partie de l'enclume est en accord avec les distributions observées in situ.
1 :  LaMP - Laboratoire de météorologie physique
Mousson Africaine – système convectif – processus microphysiques – simulation numérique à méso-échelle – télédétection active/passive – simulateurs d'instruments.

Development of remote sensing instruments simulators in a mesoscale model (BRAMS): Application to the study of a convective system observed during the AMMA experiment
This thesis presents the study of a mesoscale convective system (MCS), observed in Niamey (West Africa) during the AMMA campaign (African Monsoon Multidisciplinary Analysis) in 2006, using a mesoscale numerical model (BRAMS). The objective is to document the life cycle of these complex cloud systems and to characterize the predominant microphysical processes using synthetic observations. For this, several simulators of remote sensing instruments were coupled from the model outputs to create a set of data that is comparable to the observations performed during the campaign (on ground, airborne, and satellite): a 95 GHz radar (equivalent reflectivity and Doppler velocity), a 532 nm lidar (attenuated backscattering coefficient) and an infrared radiometer (brightness temperatures at 8.7, 10.6, and 12 µm). Direct and statistical comparisons have highlighted the importance of using a two-moment bulk microphysical scheme to represent this kind of cloud systems. The mesoscale characterization of this MCS was performed using an original method to discriminate the convective, stratiform and cirriform parts with brightness temperatures and radar reflectivity. Statistical analysis of brightness temperature fields has shown that the model BRAMS is realistic concerning the representation of the MCS life cycle. In the frame of a small-scale analysis, comparisons between radar reflectivities and Doppler velocities (observed and simulated) have shown that riming was overestimated by the model even in the stratiform part of the MCS. The study of the various exchanges between hydrometeor classes has highlighted the fact that rimed aggregates, often observed, were not properly represented by the model. An adjustment of the parameterization of two hydrometeor classes (aggregate and graupel) is necessary. The shape parameter of the gamma function used to represent the size distribution of these hydrometeors as well as the mass-diameter power-law coefficients must be modified to better represent the range of densities observed in situ. However, variability in size distributions calculated from the 7 classes of hydrometeors in this anvil part is consistent with in situ observed size distributions.
African Monsoon – convective system – microphysical processes – mesoscale simulation – active/passive remote sensing – simulators of instruments.