Centre de documentation
scientifique

Impact des nuages de haute altitude sur le bilan radiatif à la surface de la terre : quantification expérimentale et analyse / Jean-Charles Dupont (2008) 

Public Titre : Impact des nuages de haute altitude sur le bilan radiatif à la surface de la terre : quantification expérimentale et analyse Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jean-Charles Dupont, Auteur Editeur : Palaiseau : Ecole Polytechnique EP Année de publication : 2008 Importance : 218 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de Doctorat présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Ecole Polytechnique, Spécialité Physique de l'Atmosphère Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Atmosphère [Termes IGN] atmosphère terrestre [Termes IGN] bilan radiatif [Termes IGN] nuage [Termes IGN] rayonnement solaire Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Les nuages jouent un rôle majeur dans les processus météorologiques et climatiques et leurs interactions avec les constituants de l’atmosphère constituent un enjeu important pour la compréhension de l’impact de l’homme sur le climat. Les longues séries temporelles d’observations fournies par les imageurs passifs spatiaux (par exemple ISCCP) ont permis d’établir des statistiques globales sur les propriétés des nuages. Celles-ci peuvent être comparées dès à présent avec les résultats obtenus par une nouvelle génération de sondeurs actifs spatiaux tels CALIPSO ou CLOUDSAT. Des différences notables apparaissent a cause des caractéristiques propres a chaque type d’instrument (sensibilité, portée, champ d'observation). Ces différences seront particulièrement importantes pour les nuages optiquement fins de haute altitude (signature radiative faible difficile a quantifier). Il est alors important de savoir si les nuages de haute altitude qui apparaissent dans une statistique et non dans l'autre ont une influence significative sur le bilan radiatif de la Terre. Cet impact pourra être quantifié par l’intermédiaire d’instruments de télédétection active installes a la surface de la Terre en effectuant des études de sensibilité basées sur les propriétés macrophysiques de ces nuages. Le Site Instrumental de Recherche par Télédétection Active (SIRTA) de l’IPSL est un site d'expérimentation national qui regroupe un ensemble d'instruments de télédétection active et passive. J'ai donc utilise l’ensemble de ces mesures colocalisées pour quantifier l'impact des nuages de haute altitude sur le rayonnement solaire et infrarouge a la surface. Les propriétés macrophysiques (altitude, occurrence de présence, épaisseur physique, épaisseur optique) des nuages de haute altitude sont restituées a partir d'observations Lidar. Les propriétés intégrées sur la colonne atmosphérique, aérosols et contenu intégré en vapeur d’eau entre autres, sont fournies par le photomètre solaire (réseau AERONET), le radiomètre micro-onde et le GPS. Les mesures de rayonnement sont produites par la station de mesures radiatives (réseau BSRN). Le travail initial a consisté à analyser les mesures disponibles pour restituer les paramètres géophysiques nécessaires au calcul du Forçage Radiatif (FR) lie aux nuages (Cloud Radiative Forcing). Le forçage radiatif lie aux nuages est défini comme la différence entre le rayonnement mesure au sol et le rayonnement hypothétique que l’on aurait en absence totale de nuage. Ce-dernier, communément appelé référence de ciel clair, est dans notre étude calcule par l’intermédiaire de paramétrisations. Une d'entre elles, destinée à estimer le rayonnement infrarouge pour des conditions de ciel clair, a d'ailleurs fait l'objet d'une publication dans la revue Journal of Geophysical Research. L'optimisation de la détection de ces périodes de ciel clair a débouché sur un deuxième article publié dans la revue Geophysical Research Letter. Dans un troisième temps, de robustes algorithmes indispensables au calcul du FR ont été développés et validés sur le site du SIRTA. Un troisième article publié dans Journal of Geophysical Research présente cette méthodologie totalement novatrice permettant de lier forçages radiatifs solaire et infrarouge aux propriétés macrophysiques des cirrus. Parallèlement, ces algorithmes sont appliqués à d'autres sites de latitudes différentes (1) Moyennes Latitudes avec le site ARM SGP de Lamont (36°N), (2) Tropiques avec le site ARM TWP de Nauru(0°S) et (3) Arctique avec le site ARM NSA de Barrow (78°N) dont l'objectif avoué est de régionaliser l'étude afin de quantifier le forçage radiatif des nuages de haute altitude sous différentes conditions climatologiques. Des hétérogénéités spatiales apparaissent et en découlent, les sensibilités du FR à la turbidité de l'atmosphère et à l'humidité atmosphérique sont établies. Enfin, ces algorithmes validés sur différents sites de surfaces sont appliquées aux données spatiales, issues des satellites AIRS et CALIPSO. Ce dernier, sensible aux nuages optiquement fins de haute altitude permet d'estimer le forçage radiatif à l'échelle globale de ce type de nuage non détecté auparavant. Un échantillonnage spatio-temporel plus homogène et plus robuste permet également le calcul du cycle annuel du bilan radiatif zonal net. Note de contenu : Introduction Chapitre 1 État de l'art 1.1 Introduction 1.2 Propriétés des cirrus 1.3 Forçage radiatif des nuages 1.4 Questions ouvertes et organisation du travail Chapitre 2 Climatologies régionales pour l'étude de l'impact radiatif des cirrus 2.1 Introduction 2.2 Instruments et mesures 2.3 Synthèse Chapitre 3 Rayonnements de référence en ciel clair 3.1 Introduction 3.2 Détection des périodes de ciel clair 3.3 Rayonnement infrarouge en ciel clair 3.4 Rayonnement solaire global en ciel clair 3.5 Synthèse Chapitre 4 Forcage radiatif des cirrus à l’échelle régionale 4.1 Introduction 4.2 Forçage radiatif infrarouge 4.3 Forçage radiatif solaire 4.4 Synthèse Chapitre 5 Forcage radiatif à l'échelle globale 5.1 Introduction 5.2 Instrumentation et échantillonnage 5.3 Inter comparaisons mesures de surface / mesures spatiales 5.4 Cartographie globale annuelle 5.5 Forçage radiatif global associé aux cirrus 5.6 Synthèse Conclusions Perspectives Numéro de notice : 14904 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Physique de l'Atmosphère : École polytechnique : 2008 nature-HAL : Thèse DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76794

Documents numériques

peut être téléchargé 14904 these 2008 Dupont Adobe Acrobat PDF