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CENACLAM

Climatologie des Echanges Neige-Atmosphère, de la Couche Limite Atmosphérique et du Manteau neigeux (extension de l’atelier CLAEA : Couches Limites Atmosphériques Extrêmes en Antarctique, soutenu en 2010)

21 avril 2011 ( maj : 29 juin 2014 )

Objectifs scientifiques :

Le manteau neigeux est une composante majeure du système Terre, particulièrement sensible à l’évolution en cours du climat. Certains aspects
des interactions neige-climat restent encore mal connus et des durées d’observations longues sont nécessaires pour documenter leur évolution sous l’effet de la variabilité climatique. CENACLAM est un projet de service d’observation de l’OSUG ayant pour but l’observation pérenne du manteau neigeux, de la couche limite atmosphérique et des interactions neige-atmosphère.

Les interactions physiques à l’interface air/neige découlent des interactions entre l’atmosphère et le manteau neigeux. Ceci nécessite impérativement une étude conjointe et coordonnée du profil vertical à travers l’interface air/neige des propriétés physiques de l’atmosphère et du manteau neigeux. Les observations réalisées par CENACLAM s’étaleront au moins sur une dizaine d’années, ce qui permettra :

  • de mettre en évidence des évolutions induites par le changement climatique (modification des échanges cryosphère/atmosphère, processus
    physiques responsables de rétroactions sur le système climatique, ...)
  • d’étudier ces tendances sur des sites identifiés comme très sensibles au changement climatique, mais dans des environnements très différents
    (sites alpins des latitudes tempérées et sites antarctique).

Implémentation : sites et données observées

L’atelier comprend 4 sites d’étude principaux, deux dans les Alpes et deux en Antarctique :

  • Col de Porte (massif de la Chartreuse, 1320 m, Alpes Françaises), dont les séries de données remontent à 1960,
  • Col du Lac Blanc (massif des Grandes Rousses, 2700 m, Alpes Françaises), sur lequel les mesures nivo-météorologiques sont effectuées depuis 1990,
  • Dome C et Terre Adélie (Antarctique), où les mesures ont commencé en 2006.

CENACLAM propose aussi une approche métrologique et méthodologique commune sur les différents sites d’observation du manteau neigeux. Celle-ci s’appuie sur les observations suivantes :

  • paramètres météorologiques et nivologiques de caractérisation de l’interface air/neige,
  • stratigraphie du manteau neigeux,
  • flux turbulents à l’interface entre le manteau neigeux et l’atmosphère,
  • flux de neige transportée par le vent.

La convergence est recherchée tant du point de vue des méthodes de mesure que des protocoles ou des instruments utilisées. Elle se concrétise au travers de tests de capteurs et d’études menées conjointement sur un ou plusieurs sites de CENACLAM. 

Pour chacun des sites, les jeux de données suivants sont mis à disposition de la communauté scientifique (certaines données sont accessibles en ligne à l’adresse indiquée. Des informations sur les données en ligne et des données complémentaires peuvent être demandées à la personne référente).

SiteObservationsPersonne référenteAccès aux données
Col de Porte Paramètres météorologiques de surface (température et humidité de l’air, vitesse du vent, précipitations liquides et solides, rayonnements incidents), observations nivologiques (hauteur de neige, équivalent en eau du manteau neigeux, albédo, température de surface,…) (1993-2012) S. Morin
(samuel.morin(at)meteo.fr)
Cliquer ici
Col du Lac Blanc Température de l’air, vitesse et direction du vent, hauteur de neige au sol pour différents points (1990 -2012)
Température de l’air, flux de neige transportée, vitesse du vent (2008-2012)
G. Guyomarc’h (gilbert.guyomarch(at)meteo.fr)

F. Naaim
(florence.naaim(at)irstea.fr)
Contacter les personnes référentes
Données météorologiques en Antarctique Vent, température et humidité de l’air à différents niveaux au dessus de la surface (2007-2012) Vent, température et humidité de l’air à différents niveaux au dessus de la surface (2007-2012) C. Genthon
(genthon(at)lgge.obs.ujf-grenoble.fr)
Cliquer ici
Données nivologiques en Antarctique Températures à différentes profondeurs dans le manteau neigeux (Dôme C) (2007-2012) L. Arnaud
(laurent.arnaud(at)lgge.obs.ujf-grenoble.fr)
G. Picard
(ghislain.picard(at)lgge.obs.ujf-grenoble.fr)
Cliquer ici

Partenaires et collaborations :

Les principaux partenaires de CENACLAM sont le LGGE, le GAME/CEN et l’unité de recherche ETNA d’IRSTEA (tous les 3 laboratoires ou équipes associées de l’OSUG). D’autres partenaires effectuent des mesures sur le site (EDF, CSTB, Niigata Electric Co., Ltd Japon, Apical (en cours) et/ou utilisent les jeux de données collectées (IPSL, CNRM, British Antarctic Survey, IPEV, University of Nagoya (Japan), University of Natural Resources and Life Sciences of Vienna (Autriche)).

Projets associés : ANR OPALE, ANR MONISNOW, LEFE QUASSPER, LEFE INEV, INTERREG MAP3, PHC AMADEUS, IPEV CALVA, projet soutenu par le LabEx OSUG@2020

De nombreux contacts et collaboration existent avec le SOERE GLACIOCLIM.

Calendrier :

2010 : Soutien de l’OSUG à CLAEA (Atelier)

2011-2013 : Soutien de l’OSUG à CENACLAM (atelier)

Tâches de service actuelles au LGGE et CEN /OSUG :

  • Il n’y a pas de personnel CNAP affectés à CENACLAM à l’OSUG.
  • 1 chercheur CNRS, 2 ingénieurs CNRS et 1 maître de conférence participent à l’atelier CENACLAM au sein du LGGE, ainsi que 1 chercheur, 2 ingénieur et 3 techniciens Météo France au Centre de d’Etudes de la Neige et 1 chercheur et 1 ingénieur d’Irstea dans l’unité ETNA.

Liens utiles :

GAME/CEN
LGGE
IRSTEA Grenoble

Contacts :

contact local : Pierre Etchevers (GAME/CEN), Christophe Genthon (LGGE), Florence Naaim (IRSTEA/ETNA)

Travaux de thèse utilisant les données de CENACLAM

  • V. Vionnet : « Etudes du transport de neige par le vent en conditions alpines : observations et modélisations à l’aide d’un modèle couplé atmosphère/manteau neigeux. » novembre 2012.
  • A. Trouvilliez : « De la modélisation du bilan de masse de la neige en milieu extrême et des risques associés en montagne française », octobre 2013.
  • C. Amory : « Modélisation de la neige soufflée Antarctique » (thèse en cours)
  • H. Barral : « Couches limites atmosphériques extrêmes en Antarctique » (thèse en cours)
  • C. Carmagnola : « Mesure, analyse et modélisation des processus physiques du manteau neigeux sec », (thèse en cours).
  • C. Palerme : « Télédétection des précipitations Antarctiques » (thèse en cours)

Liste des publications scientifiques utilisant les données de CENACLAM (période 2011-2013) :

  • Bellot, H., F. A. Trouvilliez, F. Naaim-Bouvet, C. Genthon, et H. Gallée, 2011. Present weather sensors tests for measuring drifting snow, Ann. Glaciol. 52, n° 58, p. 176 – 184.
  • Brucker, L., Picard, G., Arnaud, L., Barnola, JM, Schneebeli, M., Brunjail, H., Lefebvre, E., Fily, M. Modeling time series of microwave brightness temperature at Dome C, Antarctica, using vertically resolved snow temperature and microstructure measurements, Journal of Glaciology, 57(201),171-182, 2011 TOC
  • Brun, E., D. six, G. Picard, V. Vionnet, L ; Arnaud, E. Bazile, A. Boone, O. Bouchard, C. Genthon, V. Guidard, P. Le Moigne, F. Rabier, Y. Seity, 2011. Snow-atmosphere coupled simulation at Dome C, Antarctica, J. Glaciol. 57,721-736
  • Brun, E., V. Vionnet, S. Morin, A. Boone, E. Martin, S. Faroux, P. Le Moigne and J. -M. Willemet, Le modèle de manteau neigeux Crocus et ses applications, La Météorologie, 76, 44-54, doi:10.4267/2042/47245, 2012.
  • Dommergue et al., 2012. Dynamic recycling of gaseous elemental mercury in the boundary layer of the Antarctic plateau, Atmos. Chem. Phys. 12, 11027-11036.
  • Dumas, D., Changes in temperature and temperature gradients in the French Northern Alps during the last century, Theor. Appl. Climatol., doi:10.1007/s00704-012-0659-1, 2012.
  • Essery, R., S. Morin, Y. Lejeune, C. Menard, 2012. A comparison of 1701 snow models using observations from an alpine site, Adv. Water Resour., doi:10.1016/j.advwatres.2012.07.013, in press.
  • Frey et al., 2013. The diurnal variability of atmospheric nitrogen oxydes (NO and NO2) above the Antarctic plateau driven by atmospheric stability and snow emissions, Atmos. Chem. Phys., 13, 3045-3062.
  • Gallée H., Trouvilliez A., Agosta C., Genthon C., Favier V., and Naaim-Bouvet F., 2012. Transport of snow by the wind : a comparison between observations made in Adélie Land, Antarctica, and simulations made with the Regional Climate Model MAR, Bound. Layer. Met., 146, 133-147.
  • Genthon C., D. Six, H. Gallée, P. Grigioni, and A. Pellegrini, 2013. Two years of atmospheric boundary layer observations on a 45-m tower at Dome C on the Antarctic plateau, J. Geophys. Res. Atmos., 118, 3218–3232, doi:10.1002/jgrd.50128.
  • Genthon C., D. Six, V. Favier, M. Lazzara, L. Keller, 2011. Atmospheric temperature measurement biases on the Antarctic plateau, J. Atm. Oceanic Technol., DOI 10.1175/JTECH-D-11-00095.1 28, No. 12, 1598-1605.
  • Genthon C., Trouvilliez A., Gallée H., Bellot H., Naaim-Bouvet F., Favier V., Piard L. - 2011. Blizzard, très blizzard. La Météorologie, n°75, p. 33-39.
  • Lejeune, Y., J.M. Bertrand, P. Wagnon and S. Morin. 2013. A physically based model of the year-round surface energy and mass balance of debris-covered glaciers. Journal Of Glaciology, 59(214), 327–344.
  • Morin, S., Y. Lejeune, B. Lesaffre, J.-M. Panel, D. Poncet, P. David and M. Sudul, 2012 : An 18-yr long (1993–2011) snow and meteorological dataset from a mid-altitude mountain site (Col de Porte, France, 1325 m alt.) for driving and evaluating snowpack models. Earth System Science Data, Volume : 4, Pages : 13-21, Doi : 10.5194/essd-4-13-2012, Published : 2012.
  • Morin, S., F. Domine, A. Dufour, Y. Lejeune, B. Lesaffre, J.-M. Willemet, C. M. Carmagnola and H.-W. Jacobi, Measurements and modeling of the vertical profile of specific surface area of an alpine snowpack, Adv. Water Resour., Volume : 55 Pages : 111-120, doi:10.1016/j.advwatres.2012.01.010.
  • Naaim-Bouvet F., G. Guyomarc’h M. Naaim, Y. Durand, H. Bellot, P. Pugliese ; 2012, Transport de neige par le vent sur un site de haute montagne : de la modélisation à l’observation, de l’observation à la modélisation. La Houille Blanche, N° 1, 2012, p.51-57.
  • Naaim-Bouvet F., Naaim M., Bellot H., Nishimura K. - 2011. Wind and drifting-snow gust factor in an Alpine context. Annals of Glaciology, vol. 52, n° 58, p. 223-230.
  • Picard G., F. Domine, G. Krinner, L. Arnaud & E. Lefebvre Inhibition of the positive snow-albedo feedback by precipitation in interior Antarctica, Nature Climate Change, advanced online 1 July 2012, doi:10.1038/nclimate1590
  • Rabier F., et 34 autres dont C. Genthon, 2013. The Concordiasi field experiment over Antarctica : First results from innovative atmospheric measurements, Bull. Amer. Meteor. Soc., DOI : 10.1175/BAMS-D-12-00005.1, ES27-ES20.
  • Ricaud, P, F. Carminati, Y. Courcoux, A. Pellegrini, J.-L. Attié, L. El Amraoui, C. Genthon, T. August, et J. Warner, Statistical analyzes and correlation between tropospheric temperature and humidity at Dome C, Antarctic Science, doi:10.1017/S0954102013000564 .
  • Ricaud, P., F. Carminati, J.-L. Attié, Y. Courcoux, T. Rose, C. Genthon, A. Pellegrini, P. Tremblin, and T. August, 2013. Quality Assessment of the First Measurements of Tropospheric Water Vapor and Temperature by the HAMSTRAD Radiometer over Concordia Station, Antarctica, IEEE TGRS, 51, 3217-3239.
  • Ricaud, P, C. Genthon, P. Durand, J. L. Attie, F. Carminati, G. Canut, J. F. Vanacker, L. Moggio, Y. Courcoux, A. Pellegrini, T. Rose, 2012. Summer to Winter Diurnal Variabilities of Temperature and Water Vapour in the Lowermost Troposphere as Observed by HAMSTRAD over Dome C, Antarctica, Bound. Layer. Met. 143, 227-259.
  • Roy, A., Royer, A., Montpetit, B., Bartlett, P. A., and Langlois, A. : Snow specific surface area simulation using the one-layer snow model in the Canadian LAnd Surface Scheme (CLASS), The Cryosphere, 7, 961-975, doi:10.5194/tc-7-961-2013, 2013.
  • Tomasi et al., 2011. Analysis of a 4-year radisonde data set at Dome C for characterizing temperature and moisture conditions of the Antarctic atmosphere, J. Geiophys. Res. 116.
  • Vionnet, V., Brun, E., Morin, S., Boone, A., Faroux, S., Le Moigne, P., Martin, E., and Willemet, J.-M. : The detailed snowpack scheme Crocus and its implementation in SURFEX v7.2, Geosci. Model Dev., 5, 773-791, doi:10.5194/gmd-5-773-2012, 2012.
  • Vionnet V., G. Guyomarc’h, F. Naaim-Bouvet, E. Martin, Y. Durand, C. Bel, H. Bellot and P. Pugliese ; 2013, Occurrence of blowing snow events at an alpine site over a 10-year period : observations and modelling, Adv. Water Res. 55 (2013) 53-63
  • Vionnet V., E. Martin, V. Masson, G. Guyomarc’h, F. Naaim-Bouvet, A. Prokop, Y. Durand, and C. Lac, 2013 (en cours de discussion sur Cryosphère ) : Simulation of wind-induced snow transport in alpine terrain using a fully coupled snowpack/atmosphere model.
  • Wang T., Catherine Ottlé, Aaron Boone, Philippe Ciais, Eric Brun, Samuel Morin, Gerhard Krinner and Shilong Piao, Evaluation of a new snow scheme in ORCHIDEE land surface model, J. of Geophysical Resaerch, DOI : 10.1002/jgrd.50395

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