Vers une meilleurs prise en compte des effets radiatifs 3D des nuages pour l'amélioration de la qualité des produits nuageux inversés à partir de mesure in-situ et satellite et pour l'amélioration des codes de transferts radiatifs des modèles climatiques globaux.

Collaboration : LOA (Lille), LIMOS(Aubière),  LISC (Aubière)
Soutiens : PNTS-INSU, ONERA

Les nuages présentent de grandes variations dans leurs propriétés microphysiques (spectre dimensionnel des gouttelettes d’eau liquide, des cristaux de glace et de leurs formes), et géométriques (couverture fractionnaire, bosse, structures, textures, épaisseur géométrique) à différentes échelles spatiales. La façon dont les fluctuations horizontales et verticales de leurs propriétés optiques (épaisseurs optique, rayon effectif, fonction de phase) affectent le transfert radiatif atmosphérique est un problème majeur aussi bien pour la résolution du problème direct (calcul des propriétés radiatives des nuages, i.e. flux radiatifs, flux actiniques, radiances à partir des propriétés optiques du nuage et de certains paramètres pertinents) que du problème inverse (restitution des paramètres nuageux à partir de mesures multi-résolution issues de la télédétection, i.e. lidar, radar, capteurs multi-angulaires et/ou multi-spectraux).

La résolution des problèmes direct et inverse est généralement basée sur l’hypothèse du nuage homogène plan parallèle, théorie 1D bien établie. Cette hypothèse ne permet pas de prendre en compte de manière satisfaisante les effets radiatifs 3D des nuages. Il faut donc développer de nouveaux outils. Pour cela, nous devons élargir notre champ de connaissance sur  la nature des interactions entre ondes électromagnétiques et la matière nuageuse. Notre démarche actuelle repose principalement sur la simulation intensive du transfert radiatif 3D dans des nuages synthétiques partageant un maximum de propriétés statistiques observées dans les nuages réels.

Exemples de structures nuageuses synthétiques 3D générées par 3DCloud