Composition du jury

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)

Résumé

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.