ETUDE DES CIRRUS DANS LA ZONE
TROPICALE SUD DE L’OCEAN INDIEN A PARTIR DES DONNEES LIDAR DE LA REUNION
:
« Analyse comparative des méthodes de restitution et étude
de la variabilité saisonnière et diurne »
Les nuages et leurs interactions avec le rayonnement constituent une des principales sources d’incertitude dans les projections relatives au climat. Parmi eux, les cirrus tropicaux ont une importance particulière puisqu’ils peuvent contribuer, selon leurs propriétés optiques, au réchauffement comme au refroidissement de la Planète, entraînant des processus de rétroactions complexes. Il est donc essentiel d’en étudier leurs caractéristiques et de comprendre les mécanismes qui influent sur leur cycle de vie. L’objectif de ce séminaire est de présenter le travail de recherche effectué au cours de ma thèse qui a consisté en l’exploitation spécifique pour l’étude des cirrus tropicaux de la base de données lidar de l’OPAR. La confrontation et la combinaison de méthodes de restitution ont permis d’améliorer la détermination de l’épaisseur optique. L’outil développé, adapté au traitement de grande base de données ainsi qu’à l’étude de cas, permet d’obtenir le rapport lidar effectif. Ce paramètre optique dépend de la taille, de la forme et de l’orientation des particules. L’utilisation de cet algorithme a porté dans un premier temps sur l’exploitation de la base de données lidar de 1996 à 2001. Cette analyse a permis de mettre en évidence le cycle saisonnier d’occurrence des cirrus au dessus de la Réunion, fortement corrélée à la variabilité saisonnière de l’humidité relative dans la troposphère. Dans un deuxième temps, une étude de cas portant sur l’étude de la variabilité temporelle d’un cirrus observé sur une grande partie de la nuit et pendant le lever du soleil a été réalisée. Le couplage de l’exploitation des restitutions et de la modélisation à méso-échelle à partir du modèle Méso-NH a permis de montrer que les processus radiatifs et microphysiques interviennent et interagissent dans l’évolution du cirrus et dans sa durée de vie. Les moyens mis en œuvre lors des futurs campagnes de validation du satellite CALIPSO ou durant la campagne intensive AMMA, permettront d’optimiser ce type d’étude en découplant les termes de forçages grande échelle, d’advection et d’évolution propre du cirrus.
Par
Bertrand CADET
LaMP
Mercredi 24 novembre 2004 – 14 heures Salle de réunion de l’OPGC
Le bilan radiatif est crucial pour le fonctionnement du système climatique
de notre planète. Cependant, il n’est pas stable mais il varie en fonction
du temps et de l’espace. En utilisant un modèle physique deterministique
du transfert radiatif avec plusieurs données d’entrée d’origine satellitaire,
on a calculé les composantes du bilan radiatif solaire pour la période
des 17 ans, de Janvier 1984 à Décembre 2000. Ceci permet d’évaluer l’état
du bilan radiatif actuel, ainsi que des changements possibles qui ont
eu lieu lors de la période d’étude.
by
N. Hatzianastassiou
Laboratoire de Météorologie, Departement de Physique, Université de
Ioannina
et Fondation pour la Recherche et la Technologie-Hellas, Crète
Grèce
Le Mardi 20 septembre 2005 – 11 heures
Salle de réunion du LaMP / Bt 5
Theory of electromagnetic wave scattering
and its application in remote sensing
In this talk an overview of the mathematical and physical background of electromagnetic wave scattering on nonspherical particles will be given. It is mainly related to solve Maxwell’s equations without approximating assumptions. This overview includes a discussion of a strategy which allows the consolidation of different classes of numerical approaches (T matrix method, Finite-Difference techniques, Boundary Element methods, etc.) into a common mathematical body. Some specific aspects of light scattering on nonspherical particles as well as its relevance for atmospheric remote sensing will be discussed. Finally the usage of DLR’s Virtual Scattering Laboratory for performing online calculations via the Internet is demonstrated.
by
Tom Rother
German Aerospace Center
Le Vendredi 9 septembre 2005 – 14 heures
Salle de réunion de l’OPGC / Bt 8
Nowcasting
precipitation, clouds, and surface state in winter"
Tobias Grimbacher lundi 4 juillet 2005à 11h.
sujet de thèse à l' Institute for Atmospheric and Climate
Science sous la direction du Prof. H. Davies.
The research
on surrogate cloud fields aims at reconstructing the structure of a
partially measured field as well as possible. The algorithms are likely
useful for many geo-physical fields, but out examples will focus on
cloud fields. Cloud fields are highly variable from planetary scales
to millimetre scales. As a consequence there are no measurement techniques
to measure this 3-dimensional field. We can, however, measure its statistical
properties and reduced fields, such as 2D cloud masks, cloud top height
or base fields, coarse-grained optical depth. Using this information
we then need to generate a field with these properties.
A fast iterative algorithm was developed that can generate 3-dimensional
fields from a 3D power spectrum and a height dependent PDF. This algorithm
can also be used as a flexible and user-friendly generator for fractal
cloud fields. As the algorithm not only uses the power spectrum, but
also the distribution, it can also make broken cloud fields.
The suitability of the surrogate clouds for radiative transfer is evaluated
by comparing the radiative properties of model cloud fields of sparse
cumulus and stratocumulus with their surrogate fields. The bias and
root mean square error in the radiative budget of the surrogate fields
is better than 0.03 % of the incoming radiation. The average radiances
of the stratocumulus fields fit within 0.3 % and the actinic fluxes
within 1.4 %. An analysis of variance showed that the deviations in
the radiances and irradiances are not statistically significant, i.e.
these deviations can be attributed to the Monte Carlo noise. The actinic
fluxes were calculated with SH-DOM, so no statistical analysis was possible.
The standard deviations and the power spectra of radiative fields are
captured well. The full distributions do show differences between the
model clouds and the surrogates, but on average the full distribution
of the radiative properties is almost identical. We compared these results
with optical properties of clouds that have either the correct PDF (but
no spatial correlations) or the correct power spectrum (but a Gaussian
PDF). These clouds did show statistical significant deviations.
The surrogate sparse cumulus fields were found to be identical to their
model counterparts, except for translations and reflections. These results
for stratocumulus and sparse cumulus clouds exemplifies that for many
applications the cloud structure is described well from a radiative
point of view, using only a power spectrum together with an amplitude
distribution. These results suggest that radiative transfer problems
may be easier as previously thought. This conjecture we would like to
test using tdMAP fields.
par Victor
VENEMA
Meteorologisches Institut Universitaet Bonn Zimmer 210
Auf dem Huegel 20
53121 Bonn (Germany )
E-mail: Victor.Venema@uni-bonn.de
Le Vendredi 10 juin 2005 – 10 heures
Salle de réunion de l’OPGC
Le programme POVA :
présentation générale et quelques résultats concernant les aérosols.
Vendredi
19 novembre 2004 – 10 heures
Salle de réunion de l’OPGC
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