T1.6 Arctique : Etude des nuages en phase mixte

T1.6 Arctique :
Etude des nuages en phase mixte
Coordination : O. Jourdan et J. Delanoë
Contributions principales : G. Mioche (CDD CNES),
C. Gourbeyre, R. Dupuy et A. Schwarzenböck
(LaMP)

T 1.6 Objectifs scientifiques
Etude de la distribution spatiale de la phase thermodynamique des nuages
arctiques :
- Profils verticaux des propriétés microphysiques des Stratocumulus et Nimbostratus à
l’échelle des observations aéroportées. Processus de croissance associés.
- Fluctuations horizontales du partitionnement eau/glace (Analyse d’échelle)
- Climatologie de la phase thermodynamique à partir des données CLOUDSAT/CALIPSO
Evaluation de l’impact de la forme et de la taille des cristaux de glace sur les
propriétés optiques ainsi que sur la densité des cristaux pour des nuages en
phase mixte
- Développement de paramétrisations des propriétés optiques des nuages à partir de la
synergie mesures in situ – modèles de diffusion (modèle de cristaux équivalent en
fonction de LWF, T, HR, …)
- Influence des petits cristaux sur les propriétés optiques des nuages
- Détermination de profils de rapport LIDAR représentatifs pour différents types de
nuages.
Evaluation et amélioration des algorithmes de restitution RALI, CLOUDSAT et
CALIPSO à partir des mesures in situ

T 1.6 Résultats – Travaux en cours
Etude de la distribution spatiale de la phase thermodynamique des nuages
arctiques :
Profils verticaux des propriétés microphysiques à partir des mesures in situ (NP, CPI, FSSP)
dans 5 MPC échantillonnés lors de ASTAR 2007 + Variabilité verticale des propriétés optiques
Propriétés
des
gouttes d’eau
surfondues
Propriétés des
Cristaux de
glace
σ(km-1) N(cm-3)Deff(µm)
LWC(gm-3)
σ(km-1)N(l-1) IWC(gm-3) Deff(µm)

T 1.6 Résultats – Travaux en cours
Etude de la distribution spatiale de la phase thermodynamique des nuages
arctiques :
Tentative de compréhension des processus microphysiques de croissance dans les MPC
Manque des informations importantes pour confirmer ces
hypothèses (humidité, dynamique à petite échelle…)
Formes pristines dans la partie inférieure du
nuage et jusqu’au sol
Croissance par dépôt de vapeur, effet Bergeron
Formes irrégulières
Processus d’aggrégation
(+ transport des cristaux dans tout le
nuage)
Rôle important de la
dynamique dans l’équilibre
entre ces différents processus
Particules givrées dans la partie
supérieure du nuage + gouttes d’eau
Processus de givrage

T 1.6 Etat des lieux
Distribution spatiale de la phase thermodynamique des nuages arctiques :
- Profils verticaux des propriétés microphysiques :
ASTAR 2007, 1 publication en cours (cf. Présentation G. Mioche, EECLAT 2013)
- Climatologie de la phase thermodynamique à partir des données CLOUDSAT/CALIPSO :
1 publication en cours (cf. Présentation G. Mioche, EECLAT 2014)
Evaluation de l’impact de la forme/taille des cristaux sur les propriétés optiques :
- Développement de paramétrisations des propriétés optiques en fonction de LWF :
ASTAR 2004, 1 cas d’étude (Jourdan et al., 2010)
Evaluation et amélioration des algorithmes de restitution RALI, CLOUDSAT et CALIPSO à
partir des mesures in situ :
- Comparaisons RALI/CLOUDSAT-CALIPSO/in Situ :
POLARCAT, 1 cas d’étude (Delanoë et al., 2013)
2013 2014 2015 et 2016
Climatologie de la phase
thermodynamique à partir de
CALIPSO-CloudSat / DARDAR
Profils verticaux du rapport
LIDAR pour différents types de
nuages arctiques
Paramétrisations des propriétés
microphysiques /optiques en
fonction des conditions
environnementales
Analyses statistiques des
campagnes ASTAR, POLARCAT et
SORPIC (profils verticaux,
variabilité spatiale de la phase)
Détermination de lois densités-
dimensions maximales pour
différents types de nuages
arctiques
Implémentation des
paramétrisations dans les
algorithmes RADAR-LIDAR