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SEMINAIRE MARIE TAUFOUR (MOPGA EUROACE)

Séminaire le 10 oct 2019 à 10h30
Salle Boussinesq Salle Boussinesq

Impact of cloud microphysica on the Representation of convective systems

La formation des systèmes convectifs est un processus complexe qui s'étend de l'échelle synoptique,
avec la mise en place de circulations favorisant la convection, à la micro-échelle, avec les processus
de formation et de croissance des hydrométéores. C'est aux échelles les plus fines que se concentre
cette thèse dont l'objectif est d'étudier l'apport d'une microphysique complexe sur l'occurrence et la
morphologie d'évènements fortement précipitants. La microphysique évaluée est celle du schéma
LIMA, de type bulk à deux moments, capable de prendre en compte l'évolution d'une population
d'aérosols multimodale et le traitement pronostique de son interaction avec les nuages et les
précipitations.
Dans un premier temps, l'apport de la microphysique de LIMA est évalué en comparaison à la
microphysique bulk à un moment du schéma ICE3, moins sophistiqué et actuellement opérationnel
à Météo-France dans le modèle AROME. Afin de mesurer l'apport de ce nouveau schéma sur la
simulation de cas fortement précipitants tels que ceux qui touchent régulièrement le sud-est de la
France à l'automne, deux cas d'étude de la campagne HyMeX ont été simulés avec Meso-NH et
comparés aux nombreuses observations disponibles. Si l'évaluation des cumuls de précipitations
montre un impact modéré de l'un ou l'autre des schémas microphysiques, l'écart est plus marqué en
terme de composition et de structure des systèmes convectifs : la microphysique à 2 moments
développe une structure verticale plus réaliste et introduit plus de variabilité sur les champs
microphysiques. L'évaluation a aussi identifié des biais dans le schéma, notamment une
surestimation des diamètres de gouttes de pluie. Des pistes d'amélioration de la microphysique de
LIMA ont alors été proposées et évaluées sur les mêmes cas.
Des tests de sensibilité à l'initialisation de la population d'aérosols ont ensuite été menés. Il s'avère
que les aérosols n'affectent pas uniquement les hydrométéores primaires (gouttelettes d'eau
nuageuse et cristaux de glace) mais aussi les autres hydrométéores, engendrant des impacts sur le
développement des systèmes convectifs simulés, en termes de composition nuageuse et de
précipitations. Les simulations avec une population d'aérosols réaliste initialisée à partir des
analyses CAMS ont montré un impact modéré sur les cumuls de précipitations mais une
amélioration plus significative de l'évolution temporelle du système (intensification, dissipation) et
de la composition nuageuse, réduisant le diamètre des gouttes de pluie sur les cas d'étude.
Je terminerai cette présentation par quelques résultats sur mes travaux actuels concernant la
représentation de la grêle avec ICE3 et LIMA.

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