Analyse de la variabilité de la distribution en taille des gouttes de pluie en fonction des situations météorologiques

Laboratoire(s) de rattachement : IGE

Encadrant : Boudevillain Brice

Co-encadrant : Caumont Olivier (CNRM, Toulouse)

Niveau de formation & pré-requis : Master 2 Sciences de la Terre ou équivalent. Connaissances en météorologie.

Mots-clés : pluie, télédétection radar, modèle météorologique AROME

Les radars météorologiques permettent de réaliser des estimations quantitatives des précipitations avec une résolution spatio-temporelle assez fine (1 km², 5 minutes) adaptée pour les études hydrométéorologiques et/ou pour la prévision des crues par exemple. Outre un traitement complexe des mesures radars (pour l’identification des sources d’erreurs et leur corrections), les estimations reposent sur des relations entre les observables radars (comme le facteur de réflectivité, noté Z par la suite) et des variables intéressant les hydrologues (comme l’intensité de la pluie, R) qui dépendent de la distribution en taille des gouttes de pluie (DSD, pour « drop size distribution »). La mesure au sol de ces distributions est effectuée en continu depuis 2012 sur plusieurs sites des Cévennes et du Vivarais au moyen d’un réseau de spectropluviomètres optiques. L’exploitation de cette base de données a montré l’homogénéité des caractéristiques des DSD et des relations Z-R sur l’ensemble de la région étudiée, ainsi qu’un effet remarquable des saisons et de certains types de temps. Elle a également confirmé une forte influence du type de précipitation (des situations les plus convectives comme dans les orages et les averses aux plus « stratiformes ») et une variabilité de la DSD pouvant être plus importante au cours d’un seul événement de pluie qu’entre plusieurs événements. Cette variabilité peut amener à des erreurs d’estimation des intensités par radar lorsque des relations Z-R « figées » ou insuffisamment corrigées sont utilisées. Une étude est actuellement menée pour quantifier ces erreurs.

Il est proposé au cours de ce stage d’analyser la variabilité des DSD selon d’autres facteurs qui influencent a priori encore plus directement la formation et l’évolution des précipitations : l’altitude de l’isotherme 0°C, l’extension verticale des nuages, la présence de vents verticaux ou encore les quantités de grésil et de neige dans la partie supérieure des nuages... Ces informations ont été extraites d’analyses du modèle météorologique AROME exploité à Météo-France sur les mailles correspondantes au réseau de spectro-pluviomètres. Cette analyse pourra être enrichie d’observations de radars de recherche pendant les automnes 2012 et 2013 (périodes d’observation spéciales du projet HyMeX). Elle devrait permettre de mieux expliquer la variabilité des DSD et des relations entre observations radar et variables intéressant les hydrologues et météorologues. Elle devrait également permettre de proposer des stratégies pour l’utilisation de relations dynamiques selon les situations météorologiques rencontrées.

Pour candidater : Adresser un CV et une lettre de motivation par email à l’adresse ci-dessous
brice.boudevillain univ-grenoble-alpes.fr