Soutenance

Le but de cette thèse est de fournir une analyse exhaustive des interactions entre nuages et aérosols dans le Sud-Est de l'Atlantique, en quantifiant l'impact des aérosols sur le bilan radiatif régional en ondes courtes. Pour cet objectif, nous avons utilisé les données satellitaires de MODIS, PARASOL et CALIPSO, qui fournissent des observations complémentaires et quasi simultanées.

L'idée principale qui a permis une analyse originale est d'utiliser les observations du lidar CALIPSO pour identifier les cas pour lesquels les couches d’aérosols et nuages vues par MODIS et PARASOL sont en interaction (mélangées) et ceux pour lesquels ils sont clairement disjoints. Il ressort de cette analyse que les propriétés des nuages sont fortement influencées par l'interaction avec les aérosols (premier effet indirect). On observe une diminution du rayon efficace de gouttelettes et du contenu en eau sous l'effet d’une hausse de la concentration des particules polluantes. En revanche, nous n’avons pas mis en évidence une modification significative de la réflectance des nuages.

Lorsque les aérosols et les nuages sont mélangés, on observe aussi une diminution de l’occurrence des précipitations (second effet indirect) et l'augmentation de la couverture nuageuse. D'autre part, la fraction nuageuse est affectée par la présence d'aérosols, même si les particules de pollution sont situées au-dessus du sommet des nuages (sans interaction physique). Cette observation est interprétée comme étant une conséquence de l'effet radiatif des aérosols.

Pour quantifier le forçage radiatif direct et indirect des aérosols, nous avons utilisé un code de transfert radiatif rapide à onde courte, contraint par les observations satellitaires. Sur six ans (2005-2010), le forçage moyen et sa déviation standard sur toute la région sont égaux à -0.07±8.03 W/m² pour l'effet direct et -0.05±0.54 W/m² pour l'effet indirect. Ce dernier est déterminé par l'équilibre entre l'effet de la variation de l’albédo (-0.07±0.55 W/m²) et celui de la couverture nuageuse (0.02±0.12 W/m²). Le forçage total est donc négatif (refroidissement) et égal à -0.12±8.02 W/m².