Interactions entre microphysique et dynamique dans les lignes de grains d'Afrique de l'Ouest

par Thomas Noel

Thèse de doctorat en Océanographie, météorologie et environnement

Sous la direction de Georges Scialom.

Soutenue en 2010

à Versailles-St Quentin en Yvelines .


  • Résumé

    La modulation des précipitations dues aux lignes de grains affecte directement les populations d'Afrique de l'Ouest. C'est pour mieux comprendre la relation entre les lignes de grains et la mousson qu'a été mis en place le projet AMMA qui s'est accompagné d'une grande campagne de mesure en 2006. Cette étude tire son intérêt d'une utilisation combinée d'observations, de classifications polarimétriques du RONSARD. Et de modélisation grâce à une méthode de restitution microphysique, initialement développée pour les fonds européens, et adaptée aux conditions tropicales, et à l'intensité des lignes de grains. Le modèle microphysique a permis d'effectuer des resitutions en accord avec les observations du RONSARD. Pour représenter au mieux la partie convective et stratiforme d'une ligne de grains, on a montré qu'il fallait au moins deux espèces de glace précipitante (graupels et neige). On a mis en évidence la compétition entre le dépôt de vapeur d'eau sur la glace précipitante et la condensation de la vapeur d'eau en gouttelettes de nuage liquide dans la formation des précipitations glacées, et le rôle de celles-ci dans la formation des précipitations liquides. Le modèle microphysique nous a permies de déterminer les processus importants dans la formation des précipitations, à savoir la condensation de la vapeur d'eau en nuage liquide, la fonte, le givrage et l'accrétion du nuage liquide par la pluie. L'utilisation d'un modèle diagnostique microphysique et d'un modèle de transfert radiatif permet de relier le contenu en glace à la température de brillance, mais surtout d'établir des relations entre processus micorphysiques, température de brillance et contenus intégrés en eau.

  • Titre traduit

    Interaction between microphysics and dynamics in the West African squall lines


  • Résumé

    The rainfall variability due to squall lines directly affects West African populations. The African Monsoon Multidisciplinary Analyses (AMMA) campaign was designed in order to get a better knowledge of this phenomenon and was therefore based on a large field experiment in 2006. In this context the radar RONSARD was deployed. Allowing us to retrieve wind fields and polarimetric classifications. The main interest of this study is to combine the use of observations, polarimetric classification from RONSARD and modeling using a microphysical retrieval model. This model was originally developped for the Europeans fronts, was adapted to tropical conditions, and squall line's intensity. The microphysical model allowed us to perform retrievals that are in agreement withe RONSARD observations. For a realistic restitution of convective and stratiform part of a squall line, we showes that at least two species of precipitating ice (graupel and snow) are necessary. We highlighted the competition between water vapor deposition on the precipating ice and condensation of water vapor into liquid clouds droplets in forming precipating ice, and the role of these in the formation of rain. The microphysical model has allowed us to identify important processes in the formation of precipitation, especially the condensation of water vapor into liquid clouds, melting, riming and the accretion of liquid cloud by rain. The use of a diagnostic micophysics and of a radiative transfer model enabled to link the ice content to the brightness temperatures, but also to establish a relationships between microphysicals processes, brightness temperatures and integrated water content.

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