Etude de l`alimentation en vapeur d`eau des systèmes précipitants

1
RAPPORT DE STAGE DE MASTER 1:
Etude de l’alimentation en vapeur d’eau des systèmes
précipitants du 19-20-21 octobre 2012 à l’aide de prévisions
météorologiques et d’observations
_
Jessica TAILLEFER
_
ENCADRANTS: M. Philippe DROBINSKI, M. Sylvain MAILLER & Mlle Ségolène BERTHOU
_
Laboratoire de Météorologie Dynamique
Ecole Polytechnique, Palaiseau

2

3
Sommaire
I.] REMERCIEMENTS : .............................................................................................................................. 4
II.] PRESENTATION DU LABO : ................................................................................................................ 5
III.] INTRODUCTION : .............................................................................................................................. 5
Projet HyMeX ...................................................................................................................................... 5
IV.] METHODES : ..................................................................................................................................... 6
4.1 Modélisation : NOAA ................................................................................................................... 6
4.2 Modélisation : WRF ..................................................................................................................... 6
4.3 LEANDRE 2 .................................................................................................................................... 6
4.4 Ballons .......................................................................................................................................... 7
V.] RESULTATS : ....................................................................................................................................... 8
5.1 Description générale de cas......................................................................................................... 8
5.1.1 Cas Italien (12/09/12) ........................................................................................................... 8
5.1.2 Cas PACA (14/10/12) ............................................................................................................ 8
5.1.3 Cas Cévenol (17-18-19/10/12) .............................................................................................. 9
5.2 Cas Espagnol (19-20/10/12) suivi du Sud de la France (21/10/12) ............................................ 9
5.2.1 Observation générale ........................................................................................................... 9
5.2.1.1 Dynamique : ................................................................................................................... 9
5.2.1.2 Précipitations : ............................................................................................................. 10
5.2.1.3 Température de brillance: ........................................................................................... 11
5.2.2 Système convectif du détroit de l’Ebre (12h-18h le 20/10/12) ......................................... 12
5.2.2.1 Profil LIDAR aéroporté de 10h48 à 11h34 ................................................................... 13
5.2.2.2 Trajectoire lagrangienne du ballon B23 le 20/10/12 ................................................. 14
5.2.3 Précipitations sur Perpignan (12h-18h le 20/10/12) ........................................................ 16
5.2.3.1 Profil LIDAR aéroporté de 14h20 à 15h03 ................................................................... 16
5.2.4 Système convectif du Sud de la France (18h-21h le 21/10/12) ......................................... 17
5.2.4.1 Trajectoire lagrangienne du ballon B27 le 21/10/12 ................................................. 17
VI.] BILAN : ............................................................................................................................................ 20
VI.] CONCLUSION : Bilan personnel ..................................................................................................... 20
VII.] Bibliographie/Références : ........................................................................................................... 21
VIII.] ANNEXE : ...................................................................................................................................... 23

4
I.] REMERCIEMENTS :
Je tiens à remercier Philippe DROBINSKI qui m’a permis d’effectuer ce stage au sein de son équipe du
LMD à Palaiseau. Il a été présent au cours de mon stage et m’a permis d’obtenir de nombreux
conseils lors de meeting organisés chaque semaine avec Sylvain MAILLER et Ségolène Berthou. Je suis
reconnaissante pour le temps qu’ils m’ont consacré et les corrections qu’ils ont apporté à mon
rapport afin qu’il puisse être le plus compréhensible possible.
Une pensée particulière pour Ségolène qui a été là chaque jour, qui a su me guider dans mes
recherches et m’apporter les explications nécessaires à la compréhension des phénomènes de
précipitations intenses.

5
II.] PRESENTATION DU LABO :
J’ai effectué mon stage de fin d’année de Master 1 au sein du Laboratoire de Météorologie
Dynamique (LMD) sur le site de Palaiseau. Ce laboratoire est destiné à la recherche dans les
domaines d’étude du changement climatique, des atmosphères planétaires ou encore de la pollution
atmosphérique anthropique et naturelle. Il a été créé en 1968 par M. Pierre Morel et est dirigé par
M. Vincent Cassé. Il est aujourd’hui implanté au sein de trois sites dans la région parisienne : l’Ecole
Normale Supérieure (ENS) et l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC) à Paris et l’Ecole
Polytechnique (X) à Palaiseau. Il est sous la tutelle du CNRS, UPMC, de l’IPSL ainsi que de l’Ecole
Polytechnique.
Ce dernier site est destiné entre autre au développement d’instrument de type LIDAR avec la base
du SIRTA (Site Instrumental de Recherche par Télédétection) ou de Ballons Pressurisés de la Couche
Limite (BPCL) ayant participés à de nombreuses campagnes d’observations telles que AMMA
(Afrique, 2006), Swice et Trio (Océan Indien, 2011-2012) et au sein du programme HyMeX (bassin
méditerranéen, débuté en 2010).
De plus, il s’inscrit dans de nombreux projets nationaux et internationaux grâce aux modèles et à
l’instrumentation qu’il a su développer.
Environ 200 personnes travaillent quotidiennement au sein de LMD ; pour ma part, j’ai intégré
l’équipe de recherche « Interfaces and Troposphere » (InTro) qui fait de la modélisation à échelle
régionale. Leurs intérêts d’étude concernent la chimie atmosphérique, la dynamique des fluides
turbulents et de la couche limite et l’interface troposphère/stratosphère. J’ai effectué mon stage
sous la direction du M. Philippe DROBINSKI, directeur de recherche au CNRS et professeur chargé de
cours à l’Ecole Polytechnique, M. Sylvain MAILLER chercheur affilié à l’Ecole Nationale des Ponts et
Chaussées (ENPC) ainsi que de Mlle Ségolène BERTHOU, doctorante en première année de thèse.
III.] INTRODUCTION :
Projet HyMeX
J’ai réalisé une étude au sein du projet européen HyMeX (Hydrological cycle in the Mediterranean
eXperiment) dont M. Philippe DROBINSKI (LMD) et Mme Véronique DUCROCQ (Météo France) sont
les coordinateurs français. Ils travaillent en collaboration avec d’autres laboratoires situés en France
mais aussi en Espagne, Italie, Croatie et Allemagne afin d’augmenter les moyens de mesures et
d’analyses sur la région Méditerranéenne qui est au cœur de cette étude commencée en 2010 et
s’étendant jusqu’en 2020.
Cette région est l’un des « hot-spot » du changement climatique (Drobinski et al. 2013) où les effets
de ce dernier se font ressentir plus fortement et plus rapidement que d’autres régions du globe.
L’objectif de cette mission est de comprendre et de modéliser le cycle de l’eau sur le pourtour
Méditerranéen ainsi que d’évaluer la vulnérabilité des régions dites « à risques » face aux
évènements extrêmes de type sécheresse ou précipitations intenses.
Pour cela, différentes campagnes de mesures sont réalisées :
- LOP (Long-term Observation Period): sur 10 ans pour connaître la fluctuation saisonnière et
annuelle du bilan hydrique.
- EOP (Enhanced Observation Period): sur 4 ans centré sur trois régions (Nord-ouest et Sud-est
de la Méditerranée ainsi que la mer Adriatique) afin d’améliorer les observations et
comprendre la mise en place des phénomènes de précipitations intenses.
- SOP 1 (Special Observation Period) (05/09/12 au 06/11/12) et SOP 2 (01/02/13 au 15/03/13):
ces campagnes sont principalement dédiées au déploiement des instruments de mesures
atmosphérique et océanique afin d’analyser les mécanismes à l’origine des précipitations
fortes et de la convection océanique.