Les impacts socio-économiques de la sécheresse

31/05/2024 08:30

Le DEA/Master de télédétection de Paris fête ses 40 ans

23/05/2024 14:00

Fluid Dynamics of Sustainability and the Environment

21/05/2024 14:23

Climatologues engagé·es : un renouvellement des vecteurs de crédibilité scientifique en contexte de dérèglement climatique ?

18/06/2024 14:00

Nouveau séminaire sur l’éthique et la responsabilité de l’engagement public des scientifiques.

Sampling error in the ensemble Kalman filter for small ensembles and high-dimensional states

14/06/2024 11:30

Séminaire du LMD à l’ENS.

Short and long-term evolution of the Mediterranean Sea System

13/06/2024 11:00

Séminaire du LMD à l’ENS, département de Géosciences de l’ENS-PSL.

Modélisation pour l’étude des cyclones tropicaux : de leur dynamique interne à leur interaction avec l’océan

04/07/2024 09:30

Mieux comprendre les mécanismes associés aux cyclones tropicaux, à leurs interactions avec l’océan et à leurs impacts sur les îles coralliennes, représente un enjeu crucial dans un contexte de changement climatique. Grâce à l’augmentation de la puissance de calcul, les modèles numériques, construits dans une optique de prévision, sont de plus en plus performants. En outre, les progrès technologiques permettent aujourd’hui de disposer de données observationnelles à l’intérieur même des cyclones tropicaux, ce qui était inenvisageable il y a encore quelques années. Pourtant, les travaux plus théoriques, s’appuyant sur des modèles idéalisés, restent un complément essentiel aux modèles de prévision et aux observations, parce qu’ils permettent de mettre en évidence les mécanismes physiques sous-jacents.

L’objectif de cet exposé est de souligner l’importance des modèles idéalisés dans l’étude de phénomènes atmosphériques et océaniques dont les interactions sont particulièrement complexes. Il portera d’abord sur la dynamique interne des cyclones tropicaux, et en particulier sur la dynamique de formation de l’œil des cyclones. La seconde partie portera sur les interactions océan-atmosphère, qui jouent un rôle majeur dans les cyclones tropicaux, qui puisent leur énergie dans l’océan tout en y induisant des modifications à la fois thermiques et dynamiques.

Statistical and dynamical aspects of extreme heatwaves in the mid-latitudes

18/06/2024 15:00

Heatwaves are increasing both in frequency and intensity as a result of anthropogenic global warming. This PhD studies statistical and dynamical aspects of extreme and very extreme heat events in the mid-latitudes with a particular focus on European heatwaves. It addresses the questions of the maximal near-surface air temperatures that can be reached during a heatwave event, the difference between the physical mechanisms leading to extreme vs very extreme heatwaves, the possibility to simulate efficiently very extreme heatwaves in a climate model and the dynamical evolution of extreme heatwaves with global warming.

The first part of the PhD investigates statistical aspects of extreme heatwaves. It addresses the question of the upper bound for near-surface air temperatures. The approach is based on Extreme Value Theory (EVT) and I compare the results of this method to the physical processes that fundamentally limit the increase of air surface temperatures. The shortcomings of the traditional EVT approach are demonstrated and I propose an approach to alleviate the latter by physically constraining the fit of the EVT-based probability distributions.

The second part of the PhD addresses the question of the dynamical mechanisms by which the climate system organizes to produce intense heat events. I first show in a long control run of a climate model that extreme heat events tend to be typical, i.e. to be more similar to each other than moderate heat events. Because the study of extremes is impaired by a strong under-sampling problem, I then detail the interest of using so-called rare events algorithms which allow to sample more extremes than regular simulations can provide. I apply such a rare events algorithm in the IPSL-CM6A-LR model to sample extreme and very extreme hot summers inWestern Europe under pre-industrial, present and future conditions of anthropogenic forcings. In particular I investigate changes in the dynamics leading to these extreme summers in the different periods. I show that, in the model, global warming is associated to a decrease of the variability of the atmospheric circulation but to an increase of the thermodynamic variability.

The work presented in this thesis demonstrate the interest of bridging the gap between physical and statistical approaches for the study of extreme and very extreme climate events. I show in particular that using techniques like rare events algorithms allows to answer physical questions about the climate system that are out of reach for classical methods.

Synergie entre les observations sol pour une meilleure compréhension des processus pilotant le cycle de vie des brouillards et le développement d’un outil d’aide à la prévision immédiate

26/06/2024 14:00

Le brouillard perturbe fortement les transports terrestres, aériens ou maritimes, et est à l’origine de pertes en vies humaines et de coûts financiers importants. Bien prévoir le brouillard est donc un enjeu essentiel. Cependant il reste encore beaucoup d’incertitudes sur les interactions entre les différents mécanismes contrôlant la variabilité du brouillard aux très fines échelles.

Les travaux présentés montrent dans quelles mesures la synergie entre les observations de terrain permet une meilleure compréhension des processus pilotant le cycle de vie des brouillards et le développement d’un outil d’aide à la prévision immédiate.

L’approche consiste à s’appuyer sur des mesures issues d’observations pérennes réalisés à l’observatoire SIRTA, et intensives réalisées lors de campagnes de mesures. D’importants développements algorithmiques ont parallèlement été menés et sont exposés dans ces travaux pour améliorer la qualité et l’homogénéité des jeux de données exploités par la suite. Ils permettent alors de décrire les propriétés dynamiques, radiatives, et thermodynamiques de la couche atmosphérique de surface, ainsi que les propriétés microphysiques et chimiques des aérosols et des gouttelettes, avec une fine résolution spatio-temporelle.

J’ai ainsi identifié des paramètres clés pour mieux anticiper les phases de formation et dissipation des brouillards, et analysé des données issues d’instrumentation novatrice comme les radars nuage, la radiométrie micro-onde ou encore les lidars Doppler. L’exploitation originale de certaines variables a permis le développement de modèles conceptuels et d’un outil d’analyse intégrateurs de données sol (PARAFOG) pour aider les utilisateurs à anticiper les grandes phases du cycle de vie des brouillards.

Ce travail est le fruit d’un travail d’équipe résultant du co-encadrement de 2 thèses, 5 post-doctorants et de plusieurs stages de Masters. Il a également été possible grâce à la qualité des mesures de l’observatoire SIRTA, résultat d’un travail rigoureux et exemplaire de ses équipes technique et informatique.