La mesure des précipitations tropicales et subtropicales

Tropical and subtropical precipitation measurement

• Auteur / Autrice : Jean Claude Bergès
• Direction : Gilles Arnaud-Fassetta, Pierre Camberlin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie du développement
• Date : Soutenance le 16/03/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des sociétés (Paris ; 2019-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pôle de recherche pour l'organisation et la diffusion de l'information géographique (Paris ; 1988-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Farges
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Arnaud-Fassetta, Pierre Camberlin, Patrick Farges, Vincent Dubreuil, Agnès Bégué, Marielle Gosset, Christine Raimond
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Dubreuil, Agnès Bégué

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Micro-ondes

Télédétection

Pluie

Précipitations (météorologie) -- Variabilité

Pluviométrie

Mots clés libres

Impacts socio-économiques

Rainfall

Remote sensing

Microwave

Algorithm

Socio-economic impact

Résumé

Les sciences de l’atmosphère ont connu une mutation profonde dans les années 1980 avec l’apparition d’un système de satellites météorologiques et la montée en puissance de moyens de traitement. Aussi,les méthodes d’estimation des pluies ont progressivement évolué en relation avec la mise en place de ces nouveaux dispositifs d’observation. Malgré la grande variabilité, dans l’espace et dans le temps, des phénomènes pluviogènes, plusieurs produits opérationnels de mesure des précipitations sont aujourd’hui disponibles. Toutefois ces produits peuvent diverger notablement et leur degré de fiabilité reste difficile à évaluer. Pour analyser la source de ces divergences, ce travail présente synthétiquement ces méthodes de mesure. En premier lieu, des rappels de la physique des précipitations permettront d’évoquer la diversité des divers phénomènes précipitants et de leurs environnements atmosphériques. Puis, à travers quelques exemples d’utilisation, sera mis en évidence la relation entre les échelles spatio-temporelles de résolution et les contraintes opérationnelles associées à un type d’application. Le dispositif de mesure sera ensuite traité dans deux parties. La première sur le dispositif sol traitera aussi bien des mesures directes que de celle fondées sur des propriétés radio-électriques des hydrométéores. La seconde sur les capteurs satellitaires traitera du radar, des micro-ondes passives et de l’infrarouge thermique. Dans ces deux parties les algorithmes d’interprétation des mesures indirectes seront discutés. Enfin, diverses procédures d’élaboration des produits opérationnels seront analysées. La conclusion met en évidence la nécessaire spécialisation des produits de précipitations dont l’efficacité dépend d’un contexte d’exploitation, tenant compte à la fois des caractéristiques physiques du domaine considéré et de la nature de l’information attendue par l’exploitant.

During the eighties, atmospheric sciences have experimented a deep change, induced by weather satellite system and new computing facilities, and quantitative precipitation estimation (QPE) methods have been part of this evolution. Despite the high space and time variability of rainfall events, several QPE operational products are now available. However these products show significant differences and their accuracy is an open issue. These well known discrepancies motivated this in-deep QPE methods description. First of all, the rainfall process physical basis are recalled with a focus on various phenomena scale. Then some example of QPE operational use are presented in order to make visible their different expectations on delivered data. The measurement system is described in two parts : ground-based and satellite-based. The first one includes both raingauges and radioelectric indirect measurements and the second deals with radar, passive microwave and thermal infrared. In these parts data analysis algorithms are discussed. Then the algoritms trees of the main QPE procedures are presented. We conclude on the future of QPE products which should be specialized on an operational frame. This frame should take into account the main precipitation type, the user requirements and the available technical facilities.