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EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Analyse statistique des données in situ pour: o étudier les processus.

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2 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Analyse statistique des données in situ pour: o étudier les processus de formation et de croissance des gouttes surfondues et des cristaux de glace, partition liquide/glace, forme des cristaux de glace, interactions avec le rayonnement… o évaluer les algorithmes dinversion de la télédétection aéroportée et spatiale (RALI/CALIPSO-CloudSat) o établir des paramétrisations pour la télédétection aéroportée o améliorer la représentation des nuages mixtes dans les modèles (méso-échelle, GCM) T1.7 – Nuages arctiques en phase mixte

3 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 ASTAR 2004 / Spitzberg-NO ASTAR 2007 / Spitzberg-NO SORPIC 2010 / Spitzberg-NO POLARCAT-Printemps 2008 / Kiruna-SW Campagne Nombre de vols Nuages mixtes ou liquides Nuages glacés ASTAR ASTAR POLARCAT- printemps SORPIC TOTAL41388

4 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Cloud Particle Imager: PSD, N, extinction, IWC, forme des cristaux gamme: 10 à 2300 µm, résolution: 2.3 µm Polar Nephelometer: Propriétés optiques (coefficient dextinction, paramètre dasymétrie, fonction de phase) gamme : qq µm à 800 µm FSSP : PSD, N, extinction, LWC gamme: 3 à47 µm, résolution: 3 µm 2D-C: PSD, N, extinction, IWC, extinction gamme: 25 à800 µm, résolution: 25 µm 2D-P: PSD, N, extinction, IWC gamme: 200 à 6400 µm, résolution: 200 µm PMA du LAMP RALI / A-Train: Rétrodiffusion, réflectivité radar, structure verticale Télédétection

5 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 ASTAR 2007: 6 nuages en phase mixte (StCu couche limite): une seule couche liquide au sommet + glace précipitante o Discrimination des phases liquide et glace du nuage o Profils verticaux moyens des propriétés des gouttes et cristaux et classification en formes o Propriétés optiques o Paramétrisations: IWC=f(Extinction), lois masse-diamètre Rétrodiffusion CALIOP Réflectivité CloudSat

6 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Zn = altitude normalisée selon la couche en phase mixte (seuil: g>0,82; 1=sommet, 0=base) Phase mixte

7 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Phase mixte Phase mixte Cristaux de glace σ N IWCD eff σ N LWCD eff Gouttes deau surfondues

8 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 N ice IWC N liq LWC Profils similaires à ceux de ISDAC (Alaska) (Jackson et al., JGR, 2012) Concentrations différentes des cristaux? Gouttes deau surfondues Cristaux de glace

9 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Particules givrées dans la partie supérieure du nuage (présence de la phase liquide): Processus de givrage T (°C) N ice (#/L) formes Etoiles et formes pristine dans la partie inférieure du nuage, jusquau sol Dépôt de vapeur, effet Bergeron? Présence de particules irrégulières dans tout le nuage: Aggrégation « humide » Rôle de la dynamique?

10 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Interaction nuage-rayonnement: influence de la forme des cristaux Fonction de phase moyenne pour chaque niveau dans le nuage Mise en évidence des phases liquide, mixte et glace PHASE LIQUIDE PHASE GLACE PHASE MIXTE + Sommet du nuage (liquide) Base du nuage et précipitation (glace) Couche mixte du nuage

11 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 o IWC=Aσ B Extinction coefficient (m -1 ) TWC (g.m -3 ) IWC (g.m -3 ) o TWC=Aσ B En fonction de la température?

12 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 o Relations Masse-Diamètre (phase glace) pour chaque niveau dans le nuage: M=AD B

13 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Fraction liquide, paramètre dasymétrie et température… Domaine dapplication -22 °C < T < -8 °C 0.75 < g < 0.85

14 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 AU-DESSUS DU NUAGE SOUS LE NUAGE RAYON EFFECTIF DES GOUTTES CONCENTRATION EN GOUTTES Jackson et al., JGR, 2012: (ISDAC, Alaska) Corrélation entre la phase liquide (concentration et taille des gouttes) et les aérosols SOUS le nuage Nucléation des gouttes Jackson et al., JGR (2012): Etude des interaction nuages- aérosols dans les nuages arctiques en phase mixte avec une seule couche liquide (campagne ISDAC, Alaska)

15 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 AU-DESSUS DU NUAGE SOUS LE NUAGE RAYON EFFECTIF DES GOUTTES CONCENTRATION EN GOUTTES POLARCAT-Printemps 2008: (Kiruna) Corrélation entre la phase liquide (concentration et taille des gouttes) et les aérosols SOUS le nuage Nucléation des gouttes

16 EECLAT WorkshopAnalyse statistique des nuages arctiques en phase mixte21-23 Janvier 2013 Modélisation: o utiliser les formes de cristaux observées o déterminer des profils verticaux de rapport lidar o variabilité de la phase mixte: simulations transfert radiatif (cf. présentation F. SZCZAP, T5) Tester les paramétrisations/Application aux algorithmes dinversion de RALI Analyser les nuages mixtes multicouches Valider la télédétection spatiale (produits nuages) Lois masse-diamètre: application de la méthode dE. Fontaine (T1.1 Tropics) aux données arctiques utiliser les données RALI (POLARCAT) Besoins pour la modélisation et les méthodes dinversion?


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