Observation et analyse d'évènements météorologiques via la mesure lidar : le programme WaLiNeAs

Observation and analysis of weather events using Raman lidar measurements : WaLiNeAs

• Auteur / Autrice : Frédéric Laly
• Direction : Patrick Chazette
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - DRF
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines

Mots clés

Mots clés libres

Lidar

Evènements météorologiques

Expérimentation et modélisation

Lidar

Meteorological events

Experimentation and modeling

Résumé

L'objectif de cette thèse est d'améliorer la compréhension des évènements de précipitations extrêmes grâce à la valorisation d'un réseau Lidar original dédié à la mesure du profil d'humidité troposphérique, des aérosols et des nuages. Le travail s'appuiera sur la campagne de terrain associée au programme WaLiNeAs. Celle-ci se déroulera sur trois mois entre septembre et décembre 2022. Elle impliquera 7 stations Lidar pour mesurer le contenu en vapeur d'eau dans la basse troposphère sur le bassin méditerranéen occidental. En complément de ces mesures, certaines stations seront équipées de Lidar multifonctions permettant également d'échantillonner les couches d'aérosols et les nuages. Il s'agira d'analyser les séquences de profils Lidar afin d'identifier les situations météorologiques en lien avec les évènements cévenols et d'évaluer l'origine des masses d'air qui seront impliquées dans ces évènements. Des sorties de modèles météorologiques et des approches lagrangiennes seront utilisées. Des développements algorithmiques innovants seront nécessaires pour mener à bien ce travail de recherche, qui pourront impliquer la synergie entre les observations spatiales et le réseau Lidar au sol. Une réévaluation des conceptions optiques des systèmes Lidar devra être conduite à la suite de ces travaux afin d'optimiser cette instrumentation dans la vision d'une application opérationnelle future.

The purpose of this thesis is to improve the understanding of extreme precipitation events through the development of an original Lidar network dedicated to the measurement of tropospheric moisture profile, aerosols and clouds. The work will be based on the field campaign associated with the WaLiNeAs program. It will take place over three months between September and December 2022. It will involve 7 Lidar stations to measure the water vapor content in the lower troposphere over the western Mediterranean basin. In addition to these measurements, some stations will be equipped with multifunctional Lidar to also sample aerosol layers and clouds. The aim will be to analyze the sequences of Lidar profiles in order to identify the meteorological situations related to the Cevennes events and to evaluate the origin of the air masses which will be involved in these events. Meteorological model outputs and Lagrangian approaches will be used. Innovative algorithmic developments will be required to carry out this research work, which may involve synergy between space-based observations and the ground-based Lidar network. A re-evaluation of the optical designs of the Lidar systems will have to be conducted following this work in order to optimize this instrumentation in the vision of a future operational application.