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Fiche concise Thèses
Cycle de vie des systèmes convectifs de mousson dans les régions tropicales: préparation à la mission Megha-Tropiques
Fiolleau T.
PhD thesis. Ecole Polytechnique X (2010-12-16), Laurence Picon (Dir.)
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Thomas Fiolleau ()1
1 :  LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique
http://www.lmd.jussieu.fr/
CNRS : UMR8539 – INSU – Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI – Polytechnique - X – École normale supérieure [ENS] - Paris
LMD ENS 24 Rue Lhomond 75231 Paris Cedex 05
France
Cycle de vie des systèmes convectifs de mousson dans les régions tropicales: préparation à la mission Megha-Tropiques    
Life cycle of monsoonal convective systems over the inter-tropical belt: preparation to the Megha-Tropiques mission   
La convection joue un rôle important dans le cycle de l'eau et de l'énergie des régions tropicales. Cette thèse s'intéresse à l'étude des systèmes convectifs dans les moussons africaines et indiennes par l'utilisation des observations issues de satellites météorologiques. Dans un premier temps, un nouvel algorithme appelé TOOCAN fondé sur une segmentation de l'imagerie IR en 3 dimensions (image+temps) a été développé dans le but de suivre de manière objective et automatique les systèmes convectifs. Cette nouvelle technique améliore la caractérisation de l'évolution du bouclier nuageux associé aux systèmes convectifs au cours de leur cycle de vie. Des composites des structures précipitantes au cours du cycle de vie du système nuageux organisé sont alors construits en fusionnant les données des satellites géostationnaires avec des estimations de précipitation issues des mesures micro-ondes à bord des satellites défilant. Ces techniques ont été appliquées aux données IR des satellites METEOSAT et aux données micro-ondes du satellite TRMM sur plusieurs saisons de mousson (JJAS 2002-2004) en Afrique de l'ouest et en Inde. Les résultats montrent que l'évolution temporelle de la nébulosité froide des systèmes convectifs est symétrique, avec une phase de croissance et de décroissance sur l'ensemble de la région d'étude. Il est aussi montré que les paramètres contraignants de ce modèle conceptuel de cycle de vie du nuage convectif sont fortement corrélés entre eux diminuant ainsi le nombre de degré de liberté du problème. L'utilisation de la méthode de fusion de données, permet de décrire l'évolution de la fraction précipitante et de la fraction convective au sein du système convectif. Ainsi, le cycle de vie des systèmes convectifs peuvent être décrits par trois phases : initiation, mature et dissipation. Ce schéma est robuste sur toute la région d'étude et les facteurs d'échelles de ce modèle idéalisé indiquent des spécificités régionales complexes.
  The main objective of this work is to study the monsoonal convective systems by using meteorological satellite observations. For this purpose, a new algorithm called TOOCAN based on a three dimensional segmentation of the IR imagery has been developed in order to detect and track objectively and automatically convective systems. This new technique improves the characterisation of the cold cloud shield associated to convective systems along their life cycles. Composites of precipitating structures along the cycle life of organized cloud systems are then computed by merging geostationary satellite data with precipitating estimates derived from microwave measurements on board low earth orbit satellites. These techniques are then applied to the IR data from METEOSAT and microwave data from the TRMM satellite over several monsoonal seasons in West Africa and India. On the whole monsoonal region, the results show that the temporal evolution of the cold cloud shield associated to convective systems describes a symmetry between the growth and the decay phases. It is also shown that the parameters of this conceptual model of monsoonal convective systems are strongly correlated, reducing thereby the problem to a single degree of freedom. The evolutions of the precipitating area fraction and the convective rain fraction associated to convective systems indicate that the life cycle of these systems can be described by three phases: initiation, mature and dissipation. This pattern is robust across the entire monsoonal region and the scale factors of this idealized model indicate complex regional specificities.
Planète et Univers/Sciences de la Terre/Climatologie
Sciences de l'environnement/Milieux et Changements globaux
Sciences de la terre et génie de l'environnement
16/12/2010

Ecole Polytechnique
Ecole Polytechnique X
Français

Laurence Picon
M. Vincent Cassé (Président)
M. Jean-Pierre Chaboureau (Rapporteur)
M. Hervé Roquet (Rapporteur)
Mme. Laurence Picon (Directrice de Thèse)
M. Rémy Roca (Co-directeur de Thèse)
M. Jean-Philippe Duvel (Examinateur)
M. Jean-Philippe Lafore (Examinateur)
M. Régis Borde (Examinateur)
Mme. Anne Lifermann (Invité)

Climatologie – Météorologie – Megha-Tropiques – Systèmes convectifs de mousson – Télédétection – Traitement d'images