Analyse microphysique de la pluie au sol : mesures par spectro-pluviomètre optique et méthodes statistiques d'analyse spectrale et de simulation numérique

Microphysical analysis of rain at the ground : measurements with an optical spectro pluviometer, statistical methods of spectral analysis, and numerical simulation

• Auteur / Autrice : Christian Salles
• Direction : Jean-Dominique Creutin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Terre

Ocean

Espace

Geophysique externe

Hydrometeorologie

Pluie

Goutte eau

Spectre dimension

Echantillonnage

Analyse spectrale

Methode mesure

Hydrometeorology

Rain

Water drop

Dimension spectrum

Sampling

Spectral analysis

Measurement method

Résumé

La caracterisation de la variabilite spatio-temporelle de la pluie est l'une des etapes importantes de l'etude du cycle de l'eau. L'information sur la distribution granulometrique de la pluie familiere aux physiciens de l'atmosphere et aux specialistes des telecommunications apparaitra utile en hydrologie si l'utilisation des radars meteorologiques se generalise. C'est cette description, a l'echelle de la goutte de pluie que nous avons aborde dans ce travail. La metrologie des distributions granulometriques des gouttes de pluie est realisee par l'intermediaire d'un capteur de mesure (le spectro-pluviometre optique) que nous avons analyse et qualifie en detail. L'analyse de la variabilite des comptages de gouttes nous a ensuite permis d'aborder la question de l'echantillonnage. Deux points essentiels se sont degages: i) l'effet d'echantillonnage est en general insuffisant pour expliquer les fluctuations des comptages de gouttes. Ii) il existe des precipitations pour lesquelles certains diametres de gouttes ne sont pas representes (lacune dans les spectres de gouttes). L'analyse spectrale des distributions granulometriques proposee en derniere partie du document s'est appuyee sur la technique d'analyse en composantes principales. Cette analyse a permis de distinguer deux types d'ecart au spectre moyen: des ecarts que l'on peut attribuer aux processus microphysiques et des ecarts de type bruit blanc vraisemblablement dus a l'echantillonnage. Un generateur de distribution granulometrique a ete propose d'apres cette analyse puis il a ete teste en simulation numerique de mesure radar. La comparaison des resultats obtenus avec ceux d'un generateur plus classique confirme l'interet de cette nouvelle approche