Agenda 2019
Septembre
Vendredi 20 septembre à 10h en salle OSUR, Bert Verreyken (LACy)
Development on FLEXPART-AROME and 18 months of PTR-MS measurements@Maïdo - PhD progress during my 2 year stay at LACy
Oxygenated Volatile Organic Compounds (OVOCs) significantly impact the atmospheric oxidative capacity and climate. The OCTAVE project (Oxygenated Compounds in the Tropical Atmosphere: Variability and Exchanges) aims to reduce uncertainties in global OVOC budget estimates by improving on OVOC and precursor sources and sinks in the tropical atmosphere. To achieve this, satellite retrievals, modelling efforts and additional in-situ measurements are combined. To achieve the latter, a Proton Transfer Reaction Mass-Spectrometry instrument (PTR-MS) has been deployed to the Maïdo observatory in October 2017. It will produce a two-year near-continuous three minute resolution data-set. To study the mesoscale impact of local sources and sinks on in-situ (O)VOC concentrations at the Maïdo observatory, a limited area version of the Lagrangian transport model FLEXPART, FLEXPART-AROME was developed. In FLEXPART-AROME, we developed the turbulent behaviour to be driven by turbulent kinetic energy fields obtained from the numerical weather prediction model. This in contrast to the independent turbulence parameterization used by FLEXPART which may result in inconsistent transport between the online weather predition model and the offline transport model.
I will be presenting the FLEXPART-AROME development, on which a paper has recently been accepted to GMD, together with some of the FLEXPART-AROME products currently available to study in-situ measurements at the Maïdo observatory. After this, I will present preliminary PTR-MS data. We will be going into some detail about data quality, comparing PTR-MS data with other measurements being performed at the observatory, look at seasonal impact and present a first preliminary positive matrix factorisation (PMF) analysis using a few days worth of data.
Juin
Jeudi 28 juin à 14h en salle OSUR, Keun-Ok Lee (Laboratoire d’Aérologie, Toulouse, France)
Moisture transport and processes in and around deep convective system
My talk is consist of two parts, i) first part is about moisture processes in the lower troposphere and its connection to the deep convection development, and ii) second part is about the moisture and aerosol transports into the stratosphere via convective overshoots.
The Part 1 focuses on the water vapour transported by the marine flow, which is a crucial ingredient of Mediterranean heavy precipitation events (HPEs). The realistic representation of its spatio-temporal variability in numerical weather prediction models is critical for HPE forecast. Predicting the initiation of convection in cloud resolving models can also be highly dependent on very accurate estimates of water vapor within and just above the boundary layer. The first Special Observation Period of the Hydrological cycle in the Mediterranean Experiment (HyMeX, www.hymex.org) took place in autumn 2012, aiming to improve our knowledge of the origin and transport pattern of moist air masses in pre-convective conditions and determine the link between these air masses and HPEs. I introduce the IOP13 to investigate the impact of the environmental moisture structure in the lower troposphere (below 2 km above sea level, ASL) on the precipitation development with a series of numerical sensitivity experiments, and the moisture transport pathways with the help of stable water isotopologues.
In Part 2, I shift to the UTLS (upper troposphere and lower stratosphere). If air parcels within the convective core have enough upward momentum, they continue to rise beyond their equilibrium level of zero buoyancy, and form overshoots. The convective overshoot plays a key role in venting chemical constituents (water vapour, ozone, and aerosol) from the boundary layer and their export from source region to the UTLS, where they can impact chemically and radiatively important gases such as ozone and its precursors. The tropical aircraft campaign of the Stratospheric and upper tropospheric processes for better Climate predictions (StratoClim, www.stratoclim.org) took place in summer 2017. It aimed to improve our knowledge of the key processes, i.e. microphysical, chemical and dynamical processes, which determine the composition of the UTLS, such as the formation, loss, and redistribution of chemical constituents. I introduce the part of flight #7 showing the source and pathway of the moisture and aerosols in the TTL that was measured by aircraft in connection to a convective overshoot using a combination of airborne and spaceborne observations as well as a convection-permitting simulation (MNH and MNHC).
Jeudi 6 juin à 14h en salle OSUR, Florent Malavelle (University of Exeter, UK)
What Can We Learn about Aerosol–Cloud Interactions from Degassing Volcanic Eruptions?
English version:
Aerosol-cloud-interactions and climate sensitivity continue to be the two key uncertainties in our understanding of climate change. These are inter-related problems because models with a strong/weak aerosol cooling effect and a high/low climate sensitivity respectively are both able to represent the historic global mean temperature record. Aerosol-cloud-interactions operates via microphysical impacts reducing the size of cloud droplets (Twomey effect) and subsequent impacts on rain formulation which has been postulated to change the overall physical properties of clouds (Albrecht effect). The representation of the Twomey and Albrecht effects remain highly uncertain in climate models indicating they are poorly understood and poorly parameterised.
The major problem in reducing these uncertainties is the lack of suitable observations at globally relevant spatial scales with which to challenge the models. The fissure eruption at Holuhraun in 2014-2015 in Iceland emitted sulphur dioxide at a peak rate of up to 1/3 of global emissions, creating a massive aerosol plume across the entire North Atlantic 1 . In effect, Iceland became a significant global/regional pollution source in an otherwise unpolluted environment, creating an almost perfect analogy for anthropogenic emissions of sulphur dioxide. Analysis reveals that the strength of the Twomey effects varies between models, but strong Albrecht effect is likely in error 2.
While the eruption at Holuhraun was ideal because of the on/off nature of the emissions, there are other volcanic systems in remote environments that can also provide evidence that the Albrecht effect is very weak. This work analyses data from the world’s most consistent degassing volcanoes including Kilauea (Hawaii) and Ambrym (Vanuatu). The results show conclusively that, on average, the Albrecht effect is near-zero. While this conclusion might suggest that aerosol-cloud-interactions climate models could be significantly simplified and that those with a strong Albrecht effect should be re-evaluated, there may be impacts on individual clouds and precipitation extremes, which suggest that further work is necessary using the suite of models with different resolutions and the suite of in-situ and remote sensing observations that are now available to the aerosol and climate modelling communities.
1 Gettelman, A. et al., Nat. Geosci. 8, 243, doi:10.1038/ngeo2376, 2015
2 Malavelle, F. et al., Nature, 546, 485-491, doi:10.1038/nature22974, 2017
Version française :
Qu’est ce que les eruptions volcaniques de type effusive peuvent nous apprendre sur les interactions aerosol-nuage ?
Les interactions aérosol-nuage (aerosol-cloud-interactions, ACI) et la sensibilité climatique figurent encore parmi les principales incertitudes dans la compréhension du changement climatique. Ces deux problèmes sont liés car les modèles avec un faible/fort refroidissement du aux aérosols et une forte/faible sensibilité climatique sont capables de reproduire l’évolution de la température moyenne à l’échelle globale pendant la période historique. Les interactions aérosol-nuage opèrent à travers l’impact des aérosols sur la microphysique nuageuse qui réduit la taille des gouttelettes d’eau (effet Twomey) ce qui induit d’autres impacts sur la formation des précipitations. Il a été postulé que ces ajustements ont la capacité d’affecter les propriétés macro-physiques des nuages (effet Albrecht). La représentation dans les modèles de climat des effets Twomey et Albrecht reste très incertaine illustrant un manque de compréhension et de paramétérisations adaptées.
Le principal obstacle dans la réduction de ces incertitudes est lié au manque d’observations à grande échelle disponible pour confronter les modèles de climat. Cette situation a changé avec la fissure volcanique à Holuhraun (Islande) en 2014-2015. Holuhraun a émis de larges quantités de dioxyde de souffre (SO 2 ), atteignant près du 1/3 du taux des émissions globale au pic de l’éruption. Ces conditions ont fait émerger un vaste panache d’aérosols sulfatés au-dessus de l’Atlantique Nord 1. En pratique, l’Islande est devenue une source de pollution d’échelle régionale/globale dans un environnement relativement pristine, créant une analogie presque parfaite aux émissions anthropiques de SO 2 . L’analyse de l’impact du panache d’aérosols sur les propriétés des nuages fait ressortir que l’estimation de l’effet Twomey varie entre différents modèles de climats mais est relativement bien capturé. En revanche, les simulations montrant un fort effet Albretch au travers de l’ajustement du contenu en eau nuageuse (Liquid Water Path, LWP) sont en désaccord avec les observations.
L’éruption d’Holuhraun en 2014-2015 offre des conditions idéales de par la nature des émissions (on/off), mais d’autres systèmes volcaniques localisés dans des environnements isolés suggèrent aussi que l’effet Albrecht demeure faible. Nous montrerons des résultats préliminaires de l’analyse des deux volcans dégazeurs les plus actifs au monde que sont Kilauea (Hawaii) et Ambrym (Vanuatu). Les résultats indiquent, qu’en moyenne, l’effet Albrecht est proche de zéro. Cette conclusion suggère que la représentation des interactions aérosol-nuage pourrait être grandement simplifiées dans les modèles de climat et que les modèles qui simulent un fort effet Albrecht devrait être révisés. Néanmoins, il reste possible que pour des systèmes nuageux pris individuellement, l’impact des aérosols sur les propriétés micro/macro-physiques et/ou les précipitations existe, indiquant que plus de travaux sur ces questions restent nécessaires, au travers notamment de simulations à haute-résolution et de l’analyse des observations in-situ et télémétriques disponibles à la communauté des modélisateurs des aérosols et du climat.
1 Gettelman, A. et al., Nat. Geosci. 8, 243, doi:10.1038/ngeo2376, 2015
2 Malavelle, F. et al., Nature, 546, 485-491, doi:10.1038/nature22974, 2017
Mercredi 5 juin à 10h en salle OSUR, Irene Reinares (LACy)
The controls on precipitation over northern Africa during a dust outbreak
Precipitation in northern Africa occurs mainly during the monsoon season. It arises from the interaction of atmospheric processes across a wide range of scales, making its prediction challenging. The control mechanisms on precipitation are examined during a well-documented case study of dust emission and transport on 9-14 June 2006. The same method for cloud detection and tracking was applied on satellite observations and several numerical simulations (with explicit or parameterized convection) to investigate the precipitating systems. Among the various types of systems identified, mesoscale convective systems (MCSs) yield most of the total precipitation, with an observed contribution of 66%. The greatest precipitation producers are the long-lived MCSs (i.e., that last more than 6 h), at the origin of 55% of precipitation. These MCSs become more organized, i.e., larger, longer-lived and faster, as they propagate westward. The convection-permitting simulations capture the rainfall partition, but do not fully reproduce the organization of the long-lived MCSs. The simulation with parameterized convection fails to correctly represent the rain partition. This shows the added-value provided by the convection-permitting simulations. The radiative effect of dust is then analyzed, by comparing two convection-permitting simulations, with and without dust-radiation interaction. The direct effects are a mid-level warming and a near-surface cooling mainly in the western parts of northern Africa, which tend to stabilize the lower atmosphere. One semi-direct effect is a decrease in precipitation. This rainfall drop is explained by a too low number of long-lived MCSs which, nevertheless, are longer-lived and more efficient in terms of precipitation production. The diminution in the number of long-lived MCSs is due to the stabilization of the atmosphere inhibiting the triggering of convection.
Avril
Jeudi 25 avril à 10h en salle OSUR, Nils P. Wedi (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)
Earth System modelling at the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
The gradual progress in global numerical weather prediction includes a systematic approach to assess and quantify the associated forecast uncertainty by means of high-resolution ensembles of assimilation and forecasts. This involves simulations with billions of gridpoints, the continuous assimilation of billions of observations, rigorous verification, validation and uncertainty quantification, and it involves increasing
model complexity through completing the descriptions of the global water and carbon cycles.
The coupling of atmosphere, land-surface, ocean, sea-ice, and waves in ECMWF's Earth-system model
requires a careful consideration of the highly varying temporal and spatial scales of the individual
processes at the interfaces and their consistent initialization.
This talk will describe recent progress for improving the analyses and forecasts, with a particular
emphasis on tropical cyclone prediction and tropical dynamics. The latter is not only important for the longer term prediction of phenomena such as the MJO, but also for example to better use and constrain the assimilation of winds and temperature in the tropical stratosphere.
Agenda 2018
Décembre
Vendredi 14 décembre à 10h45 en salle OSUR, Julien Cattiaux (CNRM)
Cyclones tropicaux et changement climatique : que disent les modèles de climat ?
L'évolution des cyclones tropicaux (fréquence, intensité, trajectoire, saisonnalité, etc.) en climat plus chaud reste largement incertaine. La théorie est mal connue, les séries d'observations sont hétérogènes dans le temps et l'espace, et les modèles de climat sont jusqu'à présent trop peu résolus (>100km) pour bien représenter ces phénomènes. Deux options s'offrent néanmoins : 1. effectuer des simulations dédiées à haute résolution (<50km) et y détecter les cyclones tropicaux via des algorithmes de "tracking", ou 2. exploiter les simulations à basse résolution en cherchant des liens entre l'activité cyclonique et l'environnement de grande échelle, t.q. des indices de cyclogénèse. Je parlerai ici de ces deux pistes de recherche qui ne mènent pas toujours aux mêmes résultats. Je détaillerai comment la configuration basculée-étirée d'ARPEGE permet d'améliorer considérablement la représentation des cyclones tropicaux, présenterai quelques résultats issus des simulations réalisées pour le projet RenovRisk, et comparerai aux résultats obtenus à partir des indices de cyclogénèse, en essayant de réconcilier les deux approches.
Mardi 4 décembre à 10h45 en salle OSUR, Ryan Neely (Université de Leeds)
Novel Ways to See More: Polarised Active Remote Sensing
Polarisation is the phenomenon in which waves of electromagnetic radiation are restricted in the direction of vibration. The only reason polarisation state is worth contemplating is that two beams of radiation, otherwise identical, may interact differently with matter if their polarisation states are different. Thus, observing the polarisation of scattered light in the atmosphere provides a unique way to probe clouds, precipitation and aerosol. In this seminar, we will review polarised active remote sensing and how these techniques may be used to explore the atmosphere in novel ways. This will include the discussion of current (fuzzy logic) and innovative approaches (Iterative/recursive clustering) to hydrometeor classification algorithms which we will apply to the data coming from the radar I am deploying as part of the CONCIRTO campaign at the Maido Observatory.
Aout
Mercredi 29 aout à 14h en salle OSUR, Michael Sicard (Remote Sensing Lab, Barcelona, Spain)
Aerosol lidars and observations at the Remote Sensing Lab., Barcelona, Spain
The Remote Sensing Lab. (RSLab) at the Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, Spain, develops aerosol lidars since year 1993. It is part of EARLINET (European Aerosol Research Lidar Network) since its beginning in 2000, and also belongs to ACTRIS (Aerosol, Clouds, and Trace gases Research Infrastructure). Presently the group operates 1 advanced, multi-wavelength 3beta+2alpha+2delta+1WV lidar, and a continuous 24/7 micro pulse lidar. It also runs a polarized sun/sky-photometer and shortwave and longwave radiative flux sensors.
The presentation will give a general presentation of the RSLab and its instruments, and then focus on recent studies performed by the group: 1) monitoring of long-range transport of Canadian wildfires to the Iberian Peninsula in September 2017, 2) some interesting results about shortwave/longwave radiative forcing studies of mineral dust, and 3) aerobiological particles (pollen) monitoring with lidar
Juillet
Mardi 10 juillet à 10h en salle OSUR, Aurélien Dommergue (IGE Grenoble)
Observations du mercure atmosphérique depuis l'Antarctique jusqu'aux Tropiques
Le mercure est un polluant global émis en partie par les activités humaines (orpaillage, combustion) et le volcanisme. Une fois déposé il pourra s'accumuler et se concentrer dans les chaînes alimentaires marines exposant via l'alimentation des millions de personnes à ce composé extrêmement toxique. A travers des observations atmosphériques, nous essayons de comprendre comment ce polluant voyage et comment il peut se déposer vers les surfaces environnementales. Nos mesures s’intéressent particulièrement aux régions peu documentées comme les régions antarctiques, les sites de hautes altitudes et sites tropicaux où nous suspectons une réactivité atmosphérique plus intense susceptible d'avoir des conséquences sur le cycle hémisphérique de ce contaminant.
Juin
Lundi 25 juin à 9h30 en salle OSUR, Marcelo de Paula Corrêa (Director of the Natural Resources Institute, Federal University of Itajubá, Brazil)
Soleil, pollution et santé: Résultats des études interdisciplinaires développées en Amérique du Sud et en Europe
Jeudi 7 juin à 11h en salle OSUR, Hélène Vérèmes (LACy)
Variabilité spatiale et saisonnière des nuages sur l'océan Indien à partir des produits DARDAR v2
L'objectif de cette étude est de caractériser la variabilité spatiale et saisonnière des nuages au-dessus de l'océan Indien à partir d'observations satellitaires. Les mesures CALIPSO et CLOUDSAT sont traitées en synergie pour produire les données DARDAR (raDAR/liDAR). Le produit DARDAR_MASK fournit une classification thermodynamique des nuages (glace, eau surfondue, nuage d'eau liquide, pluie froide, pluie chaude....) sur la trace du satellite. Ce séminaire présentera la méthodologie mise en place pour calculer les fréquences d'occurrence saisonnière et mensuelle des nuages dans un domaine s'étendant de 5°S et 60°S et 35°E à 95°E. Des cartes de couvert nuageux ainsi que la distribution verticale des nuages en différentes régions seront analysées sur la période 2007-2010. Une attention particulière sera portée aux régions Canal du Mozambique/Madagascar et La Réunion/Maurice qui sont marquées par une forte saisonnalité en terme de couverture nuageuse, d'occurrence des pluies et de convection.
Mai
Mercredi 16 mai à 10h en salle OSUR, Jean-Philippe Duvel (LMD)
Impact de la MJO sur l'initiation et et l'intensification des dépressions tropicales sur l'Océan Indien
Avril
Vendredi 27 avril à 10h en salle OSUR , Joel Van Baelen (LAMP)
Systèmes Précipitants: les liens entre vapeur d'eau, relief et microphysique.
En s'appuyant sur la restitution du champ de vapeur d'eau par tomographie à partir de mesures de
réseaux de stations GPS, mais aussi sur l'observation de la dynamique des systèmes précipitants à
l'aide de radars en bande C et X, et aussi sur l'étude des profils de distribution de gouttes des pluies à
l'aide de micro rain radars déployés lors des campagnes, telles que COPS et HYMEX notamment, nous
investiguerons les liens existant entre systèmes convectifs/précipitants et leur évolution avec la
dynamique de la vapeur d'eau, l'impact du relief et la caractérisation microphysique des pluies.
Ainsi, d'une part nous observerons que la vapeur d'eau modulée par son écoulement en fonction du
terrain agit comme un précurseur à l'initiation convective, tandis que d'autre part nous montrerons
que le relief est également amené à modifier l'évolution de la microphysique des pluies au cours de
leur chute.
Agenda 2017
Décembre
Mardi 6 Décembre à 11H en salle OSUR, Bernard Legras (LMD/ENS)
La mousson d'Asie est la région la plus convective pendant l'été boréal qui se situe aussi au dessus de la région la plus polluée de la planète. Le projet européen StratoClim qui a pour but d'en étudier l'impact sur la TTL et la stratosphère a réalisé pendant l'été 2017 une campagne aéroportée avec l'avion Geophysica depuis le Népal. Le séminaire présentera cette campagne et ses tous premiers résultats et discutera le transport dans la région de la mousson d'Asie où l'anticyclone d'altitude ventile les sources convectives, piège l'air pollué issu de la surface et favorise l'entrée dans la stratosphère sur son flanc est. On discutera aussi de l'ATAL, couche d'aérosol apparue vers 16 km d'altitude au coeur de l'anticyclone et de sa probable origine anthropique.
Novembre
Mardi 28 Novembre à 10H en salle OSUR, Damien Vignelles
Damien Vignelles – Post-doctorant chercheur en instrumentation CEMHTI
Caractérisation du LOAC (mini compteur de particule) dédié à la mesure de la variabilité des
aérosols stratosphériques
L’étude des aérosols stratosphériques est importante pour comprendre le bilan radiatif
terrestre ainsi que la physico-chimie de ce compartiment atmosphérique. A l’heure actuelle,
notre représentation des différents types de particules stratosphériques et leurs répartitions
spatiale et temporelle n’est pas complète.
Nous montrons que la mesure de la concentration en particules sous ballon météorologique
au moyen d’un nouveau mini compteur de particules, le LOAC, pourrait permettre de rendre
compte de la possible variabilité locale du contenu en aérosols stratosphériques dans la
gamme de taille 0,2 à 100 μm en diamètre. La première partie de ce travail consiste à
caractériser plus précisément les performances du LOAC sous ballon météorologique
appliqué à la mesure en stratosphère. La seconde partie propose une analyse comparée du
contenu en aérosols stratosphériques obtenu par LOAC, à partir de lâchers de ballons en
France régulièrement depuis 3 ans et plus ponctuellement à l’étranger dans des situations
particulières (volcan, mousson), et par d’autres types de données (Observations spatiales,
lidar sol et simulation globale). Nous montrons alors que l’instrument possède une limite de
détection rendant difficile la mesure des particules submicroniques lors de période de fond
en moyenne stratosphère pour des concentrations de l’ordre d’une particule par cm 3. Dans
sa version actuelle, le LOAC permet de documenter les panaches volcaniques en
troposphère ainsi qu’en basse stratosphère. En perspective, nous proposons des directions
pour la calibration et l’analyse des futures données d’une nouvelle génération de l’instrument
en développement.
--
Characterisation of the LOAC (miniature aerosol counter) dedicated to the measurement of
the variability of stratospheric aerosols
The study of the stratospheric aerosols is important to our understanding of the terrestrial
radiative budget and the chemical-physics of this atmospheric compartment. Our current
comprehension of the different types of stratospheric particles and their spatial and temporal
distribution is incomplete.
We are showing that measuring particle concentrations by the means of a new balloon-borne
miniature particle counter, the LOAC, may allow us to determine the local variability in
stratospheric aerosols in the size range 0.2 –100 μm in diameter. In that respect, the PhD
thesis consists of a first phase of a more accurate characterisation of the LOAC’s
performances under balloon-borne measurement. A second phase consists of comparative
analysis of stratospheric aerosol content based on a LOAC dataset obtained during a
continuous campaign of balloon launches in France, along with some occasional flights
abroad under particular circumstances (volcanic eruption, monsoon). Thus we show that the
LOAC has a detection limit that restricts the measurement of submicronic particles in
volcanic quiescent periods for concentrations lower than typically 1 particle per cm3. In its
current version, the LOAC allows us to characterise aerosols in volcanic plumes in the
troposphere and lower stratosphere. And, further, we propose directions concerning possible
calibration and analysis strategies for the future data from the next generation of the LOAC
currently in development
Vendredi 24 Novembre à 14H en salle OSUR, Alexis Mouche
Titre: Utilisation des radiomètres et radar à haute résolution embarqués
sur satellites pour l'étude des cyclones
Résumé:
Les nouvelles techniques d'observations disponibles par satellites micro-ondes ont
permis le développement de méthodes innovantes pour la mesure du vent de surface à
l'échelle globale. En particulier, de récents travaux ont montré que la dynamique du signal
mesuré et la taille des images acquises par les radiomètres en bande L et les radars à
haute résolution (SAR) en bande C peuvent compléter les observations classiquement
effectuées par les diffusiomètres.
Cette présentation s'attachera à montrer les possibilités de ces capteurs pour
l'observation des cyclones tropicaux et illustrera ce qu'il est prévu de faire pendant la
saison des cyclones dans la région sud-ouest de l'océan Indien et en particulier dans le
cadre de RenovRisk. Les spécificités de chacun de ces capteurs et les stratégies mises en
place pour le développement des méthodes de mesures de vent de surface seront
présentées. Les performances et limitations de chacun de ses instruments mais aussi la
cohérence/complémentarité des mesures de vent issues de ces deux techniques
différentes seront discutées. La capacité unique du radar à haute résolution à mesurer le
spectre 2D de houle sera également présentée. Un exemple de co-analyse de mesures de
houle avec les mesures de vent radiomètre/SAR pour décrire de manière cohérente à la
fois le champs de vent dans les cyclones et le champ de vagues générées sera montré.
Septembre
Mercredi 27 Septembre à 13H en salle OSUR, Séminaires M1 RNET
Marc Dumont (doctorant du LGSR) présentera une partie de ses travaux: « La géophysique héliportée à La Réunion: apport pour la compréhension de l’hydrogéologie ».
Jeudi 14 Septembre à 10H en salle OSUR,Olivier Delage : Analyse multi spectrale de séries temporelles.
Titre : Analyse d’un ensemble de séries temporelles (Analyse multivariée) :
Application à l’analyse de la variabilité de la composition de l’atmosphère.
Résumé : L’analyse de la composition de l’atmosphère et son suivi dans le temps joueun rôle important dans l’étude du changement climatique. Cette présentation, dédiée à la caractérisation de la variabilité de la composition de l’atmosphère, s’appuie sur le couplage de deux types de techniques numériques relativement récentes et potentiellement prometteuses.
Le premier type de technique, connue sous le nom de « séparation aveugle de sources » consiste à estimer un ensemble de sources inconnues à partir d’un jeu d’observations. Ces observations résultent du mélange de ces sources et proviennent des capteurs. Ce type de technique peut s’appliquer à l’identification et au calcul des proportions des différents composants d’un mélange gazeux tel que l’atmosphère.
Le deuxième type de technique s’appuie sur l’analyse de séries temporelles non linéaires de mesures avec pour objectif de caractériser et de prédire la dynamique observée.
L’atmosphère peut être considérée comme un système complexe et la variabilité de sa composition est le résultat d’un ensemble de processus physique ayant des échelles de temps et d’espace différents faisant intervenir un grand nombre de composants.
Le couplage de ces deux techniques pourrait permettre de caractériser la variabilité de la composition de l’atmosphère : le premier type de technique permet de quantifier certains composants de l’atmosphère (CO, CO2, vapeur d’eau, ozone, ...) tandis que le deuxième type de techniques permet de suivre et de caractériser l’évolution de la concentration de ces composants. Un tel couplage peut aussi servir de base pour étudier les facteurs liés au changement climatiques comme l’effet de serre ou la teneur en vapeur d’eau pour l’élaboration d’un modèle climatique local. Il peut aussi permettre d’étudier l’évolution des propriétés optiques de l’atmosphère (coefficient
d’absorption, coefficient de diffusion) pour caractériser la propagation d’un rayonnement dans l’atmosphère.
Juin
Vendredi 16 Juin à 10H Rui Fernandes "GNSS for geosciences : from second to secular" en salle OSUR.
Seminar on Friday 16th of June 2017, 10H, Salle OSU-R
Pr. Rui Fernandes
SEGAL / UBI
Space and Earth Geodetic Analysis Laboratory / University of Beira Interior
Covilhã, Portugal
Title : "GNSS for Geosciences: from second to secular"
Abstract : The advent of GNSS systems created a multitude of new technical and scientific applications that are nowadays dependent of this space-based system requiring accuracies from meters (e.g., navigation) to millimeters (e.g., deformation monitoring) level. The focus of this talk is to present some geodetic research activities and practical projects that have been carried by SEGAL (UBI/IDL) and that are serving the scientific community.
We start by discussing the accurate estimation and interpretation of secular motions due to tectonic and subsidence/uplift processes. A major issue is to separate on the estimated time-series the secular motions due to plate tectonics from other signals. Various other phenomena, such as loading effects, local crustal movements, postglacial rebounds etc., additionally affect the time-series of a ground monument position and should be taken into account.
We will also focus on issues related with the application of GNSS to evaluate sudden displacements (second level) due to seismic events. In this respect, geodetic observations can play a crucial role in Early Warning Systems and GNSS-Seismology.
Additionally, we will discuss other scientific applications, in particular the use of GNSS as an atmospheric sensor. GNSS is nowadays being currently used as a common tool for atmospheric precipitable water content (PWV) and ionospheric total electron content (TEC) monitoring.
Jeudi 15 Juin à 10h en salle de l'OSU-R : William Bruch
Titre: Etude numérique de l'impact des vagues (gravitaires et infragravitaires) sur l'hydrodynamique d'un récif frangeant (La Saline, La Réunion)
Résumé: Parmi la diversité de récifs coralliens présents dans les zones tropicales, les récifs de type frangeant (comme celui de La Réunion) sont les plus courants. Avec un comportement semblable à un filtre passe-bas, une structure récifale frangeante constitue une défense côtière importante et efficace contre l'action des ondes gravitaires de fréquence haute (soit des périodes courtes comprises entre 4s et 18s en général). En revanche, l'efficacité de ce filtre dépend des états de mer (énergie spectrale et niveau d’eau), et les ondes infragravitaires caractérisées par leur fréquence basse (soit des périodes longues de l'ordre de 30s à 3min environ) peuvent passer le récif et constituent ainsi le transfert d’énergie dominant au-dessus du platier récifal.
Ce stage constitue une première approche de modélisation numérique de ces phénomènes, pendant un évènement de houle australe en Juin 2014.
Avril
Jeudi 6 Avril à 10h en salle de l'OSU-R : Gilles Molinié du LTHE
Single Camera Disdrometer: taille, vitesse et forme des gouttes de pluie
Gilles Molinié, IGE-UGA, Grenoble
Ce séminaire présente le fonctionnement et les performances d’un capteur de la taille, de la forme et de la vitesse des gouttes de pluie que nous concevons au LTHE (IGE-Grenoble) depuis 2009.
Connaı̂tre la distribution de la taille des gouttes de pluie est indispensable pour calculer des paramètres intégrés tels que la quantité de pluie tombée, l’intensité de la pluie, son énergie cinétique ou encore la réflectivité radar et ainsi comparer des mesures radar à celles de pluviomètres, disdromètres ou à des sorties de modèles par exemple.
Ces calculs de paramètres intégrés sont sensibles à la forme des gouttes, souvent l’hypothèse de sphéricité est faite. Or les mesures par caméras rapides en soufflerie ou de gouttes lachées depuis plusieurs dizaines de mètres de hauteur, montrent que plus les gouttes sont grosses plus leur forme varie au cours de leur chute.
Les disdromètres classiques du commerce à une dimension ne peuvent pas mesurer cette évolution de la forme. Elle est donc déduite de la relation entre vitesse et taille apparente des gouttes.
Un autre challenge important de la mesure de la taille des gouttes de pluie est la résolution temporelle
qui induit la résolution spatiale. Une haute résolution temporelle est nécessaire pour identifier les processus microphysiques, mais elle contraint un grand volume d ́échantillonnage pour la robustesse des mesures. Pour la plupart des capteurs du commerce, la résolution est limitée par la densité des gouttes de pluie.
Pour palier aux différentes limitations indiquées ci-dessus, le SCD utilise une technologie originale basée
sur la stéréo-ombroscopie des gouttes de pluie.
Mars
Jeudi 30 Mars à 10H en salle OSU-R : Joris PIANEZZE
Titre :
Interactions océan-vagues-atmosphère dans le Sud-Ouest de l’Océan Indien : étude du cyclone tropical Bejisa (La Réunion, 2014)
Résumé :
Les cyclones tropicaux sont le siège de nombreuses interactions océan-vagues-atmosphère (OVA) à des échelles spatiales et temporelles multiples. Afin de quantifier au mieux les mécanismes en jeu dans ces interactions, des modèles de circulation hydrodynamique (CROCO), atmosphérique (Meso-NH / SurfEx) et d'états de mer (WW3) ont été couplés à l’aide du coupleur OASIS3-MCT (travail basé sur les travaux présentés dans Voldoire et al. (2017, en préparation)). Une configuration de ce système a été mise en place dans le Sud-Ouest de l’Océan Indien autour de Bejisa, un cyclone tropical ayant frôlé les côtes réunionnaises en janvier 2014. Après une description des interactions OVA en surface, l’influence du couplage sur la structure thermodynamique du cyclone, la couche limite océanique ainsi que sur l’état de la mer sera présentée.
Fevrier
Vendredi 24 Février de 10H à 12H en salle OSU-R : Guillaumme Guimbretiere du CEMHTI d'Orléans
Impact environnemental d'un phénomène éruptif : apports de la spectroscopie et de l'imagerie
Combinées, spectroscopies et imageries permettent des analyses physico-chimiques locales fines situées dans un contexte global.
Nous aborderons, à travers des exemples, l'apport de ces outils dans des problématiques liées à l'environnement volcanique actif:
Premièrement, l'étude de l'évolution de la minéralogie secondaire dans un tunnel de lave de l'éruption de 2007.
Enfin, des travaux à venir sur la caractérisation des émissions proches de l'évent et de leurs processus de transport dans l'environnement.
Agenda 2016
Novembre
Novembre
Mercredi 9 Novembre 2016, 12h15 en Salle OSUR-R : Séminaires du M1 RNET
Séminaires du M1 RNET.
Nous aurons la chance d’avoir deux présentations demain (mercredi 9 nov 2016) dans le cadre des séminaires du M1 RNET.
Fabrice Fontaine: "RER: une station sismique précieuse. »
Bruno Geay et Alexandre Bouillon (école navale de Brest): "Analyse du bruit hydroacoustique des navires par des stations sismologiques de fond de mer. Apport de la polarisation dans le suivi des navires et l’orientation des stations de fond de mer."
Les deux séminaires présenteront des applications très différentes des données sismologiques.
Ces deux séminaires se dérouleront en salle de l’OSU-R à partir de 12h15.
Merci de faire circuler l’information.
Laurent Michon
Laboratoire GéoSciences Réunion,
IPGP, CNRS, UMR 7154
Jeudi 10 Nov 2016 à 10h en salle de l'OSU-R : Rémi LAXENAIRE
Rémi LAXENAIRE
Bonjour à tous,
Rémi Laxenaire, doctorant au LMD en océanographie, viendra nous présenter ses travaux de thèse le Jeudi 10 Nov à 10h en salle de l'OSU-R.
Le travail de Rémi porte sur la détection des tourbillons de méso-echelle sur les champs d’altimétrie satellitaires.
Venez nombreux et n'hésitez pas à diffuser.
Bonne journée,
Stéphanie
Résumé:
Détection des tourbillons de méso-echelle sur les champs d’altimétrie satellitaires.
Un outil de détection des tourbillons utilisant les données de topographie dynamique sera sommairement décrit. La particularité de cet outil vient de sa prise en compte, par des moyens géométriques, des interactions entres les tourbillons telles que leurs fusions et leurs séparations. Les possibilités de cet algorithme seront soulignées en s’appuyant sur une comparaison avec une détection effectuée par des données de flotteur de surface et sur des résultats qu’il a permis d’obtenir. Nous nous focaliserons sur l’étude des Anneaux des Aiguilles ainsi que sur un cyclone subantarctique échantillonné durant le mois d’octobre 2016 au cours de la campagne SOCLIM.
Mercredi 16 novembre à 12h15, salle de l'OSU-R, séminaire d’hydrologie : Valentin Wendling
Bonjour à tous,
Après l’immense succès de la sismologie, la semaine dernière, nous continuerons sur la lancée, mais avec quelque chose de totalement différent. « Le changement, c’est demain », pourrait-on dire.
Demain, Valentin Wendling, ATER au LGSR, présentera un séminaire d’hydrologie intitulé: Développement d'un système de caractérisation du transport solide en suspension dans les rivières.
Ce séminaire se déroulera dans la salle de l’OSU-R à 12h15.
Merci de faire circuler l’information.
Laurent
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Laurent Michon
Laboratoire GéoSciences Réunion,
IPGP, CNRS, UMR 7154
UFR Sciences et Technologies; Université de La Réunion
CS92003
F-97744 Saint Denis
Jeudi 17 Novembre à 10h en salle de l'OSU-R : Kevin LAMY
Modélisation du Rayonnement Ultraviolet à partir de mesures au sol et satellitaires à la Réunion.
Une paramétrisation locale du modèle de transfert radiatif TUV a été développée afin de modéliser le rayonnement ultraviolet à la Réunion. Cette paramétrisation été comparée avec des mesures de rayonnement ultraviolet prises à l’université de la Réunion depuis Janvier 2009 par un spectromètre BENTHAM DM 300. L’influence de différents paramètres d’entrée a été analysée comme la colonne totale d’ozone, la spectre solaire, la section efficace d’absorption ou encore les aérosols. Afin de s’affranchir de la variation liée à la nébulosité et de comparer les sorties du modèle aux observations en état de ciel clair, deux méthodes sont utilisées : un filtre nuageux dérivé de différentes mesures de rayonnement global et diffus et un filtre à partir de rapports d’observateurs réalisés à Gillot.
Après cette validation du modèle TUV, d’autres travaux (en cours) seront également présentés. Afin de réaliser des projections climatiques du rayonnement uv jusqu’à l’horizon 2100, un couplage du modèle de transfert radiatif (validé en partie 1) avec les modèles de chimie climat issus de l’exercice d’inter-comparaison de modèles (Chemistry Climate Model Initiative) est réalisé. Ce travail concerne tout d’abord la partie historique (jusqu’à aujourd’hui) afin de valider les sorties modèle à partir des observations dans les tropiques sud.
Dans un 2ème temps, ce couplage sera étendu jusqu’en 2100 afin d’estimer l’évolution climatique des rayonnement UV au sol dans le contexte de la diminution de l’ozone aux tropiques sud [1].
[1]Butler, A., Daniel, J. S., Portmann, R. W., Ravishankara, A. R., Young, P. J., Fahey, D. W., & Rosenlof, K. H. (2016). Diverse policy implications for future ozone and surface UV in a changing climate. Environmental Research Letters.
Mercredi 23 Nov à 12h15 en salle de l’OSU-R, Séminaire M1 RNET "Electricité atmosphérique : les éclairs » : Christelle BARTHE
Bonjour à tous,
Mercredi 23 novembre, Christelle Barthes (LACY) nous présentera un séminaire intitulé "Electricité atmosphérique : les éclairs ».
Comme d’habitude, il se déroulera à 12h15 en salle de l’OSU-R.
Merci de faire circuler l’annonce dans vos structures.
Laurent
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Laurent Michon
Laboratoire GéoSciences Réunion,
IPGP, CNRS, UMR 7154
UFR Sciences et Technologies; Université de La Réunion
CS92003
F-97744 Saint Denis
Tel: +262 (0) 262 93 86 82; Mobile: +262 (0) 692 43 34 96
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Jeudi 24 Novembre à 10h dans la salle de l'OSU-R : Thomas HOARAU
L’enjeu face à la menace cyclonique est de prévoir à la fois la trajectoire, l’intensité et les principales conséquences associées au passage d’un cyclone sur ou à proximité des terres (vents violents,pluies extrêmes, houle, submersion marine). Jusqu'à récemment, les études numériques sur les cyclones tropicaux ont surtout porté sur les impacts des facteurs de grande échelle, ce qui a abouti à une amélioration significative de la prévision de la trajectoire. Néanmoins, la prévision de l'intensité n'a pas connu un progrès équivalent et reste un enjeu scientifique majeur. Le rôle fondamental de la microphysique nuageuse et des aérosols dans l'évolution de la structure et de l'intensité d'un cyclone tropical a été récemment mis en évidence.
Une première approche consiste à évaluer le nouveau schéma microphysique à 2 moments LIMA implémenté dans Meso-NH sur une simulation du cyclone tropical Dumile (saison cyclonique 2012/2013). La particularité de ce schéma microphysique réside dans l'initialisation des champs d'aérosols et leur mise à jour aux limites du domaine de simulation à partir de réanalyses MACC (modèle atmosphérique IFS,ECMWF). Une approche plus réaliste vise à coupler LIMA avec le module d'aérosols ORILAM afin de tenir compte de la régénération des aérosols en surface sur l'ensemble du domaine de simulation, et de leur rôle en tant que CCN (Cloud Condensation Nuclei) ou IFN (Ice Freezing Nuclei) sur la dynamique du système (mur de l’œil, bandes internes et externes, partie cirriforme). LIMA en version initiale et couplée sera décrit puis évalué par le biais d'une analyse comparative avec des mesuressatellitaires (CALIPSO,TRMM,MEGHA-TROPIQUES,CLOUDSAT,TERRA/AQUA). Des développements numériques récentsvisant à améliorer la représentation de la microphysique froide dans LIMA seront également présentés en tant que perspectives.
Decembre
Jeudi 8 Dec à 12h en salle S0-40 bat S1 : Pierre Saramito, Lab. J. Kuntzmann, Grenoble
Bonjour,
pour information, demain se déroulera un séminaire de Pierre Saramito (DR CNRS du Labo J. Kuntzmann de Grenoble). Le LGSR invite les personnes du LACy intéressées.
Il travaille sur la modélisation numérique des coulées de lave et des glaces de mer.
Titre : Écoulements volcaniques et glace de mer :
modélisation numérique avec des fluides complexes
Jeudi 8/12 salle S0-40 bat S1 (parallèle au LGSR).
Auteur : Pierre Saramito, Lab. J. Kuntzmann, Grenoble
Durée : 30 minutes
Résumé : Dans cette présentation, nous faisons dans un premier
temps le point sur les travaux de modélisation numériques
effectués [1] et en cours sur les écoulements volcaniques (lave, débris, etc),
en collaboration avec le laboratoire Géosciences de La Réunion.
La modélisation repose sur les modèles de Bingham et Herschel-Bulkley
avec un couplage pour les effets thermiques.
Dans un deuxième temps, nous présentons des travaux récents [2] concernant
la glace de mer : la modélisation à grande échelle, celle de l'océan,
est effectuée avec un modèle viscoélastique de type Maxwell couplé
aux effets d'endommagement pour décrire les fractures qui se créent
et se referment sous l'effet du gel.
[1] N. Bernabeu, P. Saramito and C. Smutek, A new shallow approximation for
tridimensional non-isothermal viscoplastic lava flows, book chapter
in Detecting, modelling and responding to effusive eruptions,
A. Harris & al (eds), Geol. Soc., London, 2016.
http://ljk.imag.fr/membres/<wbr>Pierre.Saramito/BerSarSmu-<wbr>2016.pdf
[2] V. Dansereau, J. Weiss, P. Saramito and P. Lattes, A Maxwell-elasto-brittle
rheology for sea ice modelling, Cryosphere, 10:1339--1359, 2016.
http://ljk.imag.fr/membres/<wbr>Pierre.Saramito/DanWeiSarLat-<wbr>2016.pdf
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Pierre Tulet Directeur du Laboratoire de l'Atmosphère et des Cyclones (LACy)
Head of LACy - http://lacy.univ-reunion.fr/ Unité Mixte de Recherche 8105 CNRS / Université de la Réunion / Météo-France Email : pierre.tulet[at]univ-reunion. phone : 02 62 93 82 75 gsm : 06 92 24 83 94 from abroad: +262 262 93 82 75 fr