La compréhension et la prédiction de l’évolution du climat global dépendent fortement de la connaissance des processus dynamiques dans l’atmosphère moyenne, comme les ondes atmosphériques.

Étant donné que la circulation atmosphérique globale est largement influencée par la dynamique de l’atmosphère moyenne, il est essentiel que les modèles climatiques tiennent compte des processus dynamiques qui n’ont pas encore été complètement compris. Les ondes atmosphériques à petite échelle, appelées ondes de gravité internes (IGWs), posent un défi particulier pour les modèles, alors que la paramétrisation inexacte des IGWs peut biaiser de façon spectaculaire les prédictions des changements futurs de la circulation atmosphérique.

Cette question est aggravée par une compréhension insuffisante de la génération des IGWs, de leur propagation et de leur dissipation, mais surtout par le manque d’observations du vent dans la stratosphère. En effet, les radiosondages dont la répartition est spatialement inhomogène sont pratiquement la seule source de données sur les profils de vent stratosphériques.

Avec cela, ils ne fournissent qu’un «instantané» des conditions atmosphériques locales, ne permettant pas d’en déduire certains paramètres importants des IGWs. La mission satellitaire d’Aeolus de l’Agence Spatiale Européenne est conçue pour fournir des informations globales sur la vitesse du vent du sol à 30 km, variable essentielle pour les prévisions météorologiques.

Le satellite Aeolus a été mis en orbite en aout 2018 et sa charge utile consiste en un lidar sophistiqué ALADIN mesurant la vitesse du vent par détection du décalage spectral Doppler de l’écho laser rétrodiffusé par les différentes couches atmosphériques Les mesures de vent à l’échelle globale d’Aeolus seront d’une grande valeur pour l’étude des processus dynamiques dans la stratosphère. L’objectif principal de ce projet de thèse est d’explorer et de quantifier les capacités des observations d’Aeolus à capturer et à résoudre les processus dynamiques tels que les IGWs à différentes échelles spatiales ets temporelles.

Le travail consistera tout d’abord dans l’analyse géophysique des profils de vent d’Aeolus pour dériver les paramètres des IGWs tels que les longueurs d’ondes horizontales et verticales, l’énergie et le flux de quantité de mouvement. Les paramètres obtenus et leur variabilité spatiale et temporelle seront comparés à ceux déduits des données globales de température des missions de radio occultation GPS telles que GRAS sur les satellite MetOp.

Une autre tâche consistera à valider la qualité des mesures de vent d’Aeolus à l’aide des deux lidars français Doppler fonctionnant au sol sur un site de moyenne latitude (Observatoire de Haute-Provence) et sur un site tropical sud (Observatoire du Maïdo à la Réunion).

Les mesures de vent résolues dans le temps des lidars au sol seront également utilisées pour l’analyse des IGWs. Un résultat important de ce projet de thèse sera la première climatologie des paramètres des IGWs s’appuyant sur une combinaison de profils de vent et de température à couverture globale.

Lieu de la soutenance
Aéroclub de France – 6 Rue Galilée, 75116 Paris
Salle : Salon Dorand

• M. Fabrice CHANE-MING, Université de La Réunion, ED 542 – Rapporteur
• M. Nicolas CEZARD, ONERA, ED 104 – Rapporteur
• Mme Elisabeth BLANC, CEA-DAM DASE, ED162 – Examinatrice
• M. Alexis LE PICHON, CEA-DAM DASE, ED 129 – Examinateur
• M. Philippe KECKHUT, LATMOS, ED129 – Examinateur
• Mme Marie-Lise CHANIN, LATMOS-IPSL, Paris 6 – Examinatrice
• M. Alain DABAS, Météo-France CNRM, ED 475 – Examinateur
• M. Adrien DESCHAMPS, CNES – Invité
• M. Antoine MANGIN, ACRI-ST – Invité