Soutenance

En dépit de nombreuses études et malgré leur importance sur le système climatique, la vapeur d’eau et les cirrus dans la haute troposphère sont encore loin d’être parfaitement caractérisés du fait du manque d’observations ayant une haute résolution verticale et une bonne sensibilité dans cette région de l’atmosphère. Les informations et observations sur leurs variations à long terme restent peu documentées. Un instrument au sol tel que le lidar permet d’effectuer une véritable surveillance de l’évolution du contenu en vapeur d’eau et des cirrus dans la haute troposphère. Il permet de sonder l’atmosphère à des échelles de temps appropriées et offre de haute résolution verticale. Malgré cette potentialité, la principale difficulté reste la mesure de vapeur d’eau dans la haute troposphère par lidar Raman. Pourtant, de par les méthodes de traitement ou le design de l’instrument, il est possible d’optimiser ces mesures. Une première partie des travaux, basée sur des simulations de performances d’un futur système lidar Raman a permis de connaitre les capacités d’un tel instrument à mesurer dans la région de la haute troposphère – basse stratosphère. Dans une seconde partie, une méthode d’échantillonnage des signaux est présentée. Cette méthodologie testée pour la première fois, et basée sur les conditions de stationnarité du contenu en vapeur d’eau semble être un bon compromis entre la précision des profils restitués et la variabilité de la vapeur d’eau. L’application des mesures lidar à l’étude climatologique nécessitant une robuste méthode de calibration de l’instrument, ces aspects ont également été abordés. L’analyse de trois méthodes de calibration (calibration indépendante basée sur des observations de jour, par radiosonde et suivant la colonne totale de vapeur d’eau), a montré que la méthode de calibration utilisant la mesure de colonne totale semble être la plus adaptée. Enfin des études des séries de cirrus, sur chacun des sites d’observations, ont permis d’identifier 3 classes distinctes de cirrus à l’Observatoire de Haute Provence (OHP) ainsi qu’à La Réunion qui ont pu être associées à certains mouvements atmosphériques. L’utilisation de plus longues bases de données, comme celle de l’OHP (1996-2007), a également permis de conforter l’importance de distinguer plusieurs classes au sein même des cirrus car bien que l’évolution générale de la fréquence d’observation des cirrus n’a montré qu’une faible diminution de quelques pourcents, en considérant les différentes classes de cirrus indépendamment, il a été montré que ces différentes classes ne présentait pas une évolution similaire.