Soutenance

La complexité du climat de la Terre repose en grande partie sur le cycle de l'eau et ses variations, à toutes les échelles. Dans la bande inter-tropicale, l'eau atmosphérique (liquide ou vapeur) est un paramètre clef: elle intervient sous toutes ses formes dans le cycle de vie des systèmes convectifs précipitants qui régulent le climat des zones tropicales et jouent un rôle essentiel dans l'économie des pays concernés. Près de 60% des précipitations globales ont ainsi lieu dans les régions tropicales, avec un rythme d'alternance extrêmes entre sécheresses et régimes de mousson. La compréhension du cycle de l'eau atmosphérique et des mécanismes de sa variabilité à l'échelle globale passe notamment par l'utilisation d'observations satellites (imageurs & sondeurs) qui sont les seules à offrir cette couverture qui permettent d'avoir une vision globale de sa distribution.  L'observation conjointe des précipitations et de la vapeur d'eau atmosphérique est un atout indéniable pour l'étude des relations entre la convection tropicale et l'environnement humide des systèmes. Le satellite franco-indien Megha-Tropiques, lancé à l'automne 2011, offre l'opportunité d'étudier ces deux grandeurs via les deux radiomètres microondes SAPHIR (sondeur "vapeur d'eau") et MADRAS (imageur "pluie") et fournit ainsi pour la première fois des observations simultanées de l'humidité relative et de la pluie. Une première partie de la thèse consiste en l’étude des relations entre la couverture nuageuse et la distribution de l’humidité relative dans la haute troposphère à grande échelle, à partir des données d’humidité (UTH ; Upper Tropospheric Humidity) de SAPHIR et les classifications nuageuses issues de satelites géostationnaires projetés dans les pixels de SAPHIR. Pour cela, des corrélations entre les moments d’ordre supérieur de la distribution de l’humidité (moyenne, mode, kurtosis, skewness) et l’ocurrence de catégories nuageuses (nuages hauts convectifs, moyens, bas, cirrus, fractionnaires et ciel clair) sont calculés et analysés. Cette méthodologie est utilisée pour deux zones géographiques et pour deux processus convectifs : Au dessus de l’Océan Indien, durant les épisodes de MJO (Oscillation de Madden-Jullian) entre 2011 et 2014 ; et au dessus du Sahel, durant les épisodes de mousson africaine entre 2012 et 2015. La seconde partie de la thèse consiste en l’étude de l’impact d’un cyclone sur son environnement humide proche au cours de son cycle de vie. Pour cela, un cas d’étude à été sélectionné (Typhon Bopha en 2012 dans l’océan Pacifique) et un modèle diagnostique a été devellopé à partir des observations conjointes de SAPHIR et MADRAS et les données du centre européen (ERA-Interim). Ce modèle permet d’étudier la production/consommation d’humidité et de chaleur latente, dans le coeur du cyclone ainsi que dans son environnement à chaque passage de Megha-Tropiques au dessus du typhon. La thèse est donc composée de deux parties différentes. La première partie s’inscrit à grande échelle tant au niveau des zones d’étude (Océan indien et Sahel), de la période de temps considérée (4 ans) que de l’activité convective (ensemble de plusieurs systèmes convectifs), l’approche est eulérienne et la méthodologie est statistique. La seconde partie s’inscrit à l’échelle synoptique sur une période de temps courte (12 jours), l’approche est lagrangienne et la méthodologie est physique. Ces deux approches complémentaires, permettent de mieux comprendre les relations entre la convection et l’environnement humide des systèmes.