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NOEL

Vincent NOEL

"Etude des propriétés optiques et radiatives des cirrus par
télédétection active : apport des observations polarisées"

devant le jury composé de :

Mr Dave Winker Rapporteur
Mr Peter Francis Rapporteur
Mr Anthony Illingworth Examinateur
Mr Claude Klapisz Examinateur
Mlle Hélène Chepfer Examinatrice
Mr Pierre FLAMANT Directeur de Thèse

Résumé de la thèse :

Les nuages sont une incertitude majeure pour l'étude du climat. Parmi
eux, les cirrus en sont des modulateurs essentiels, par leur effet de
serre élevé et leur effet d'albedo. Cependant, leur haute altitude et
leur composition atypique compliquent leur étude. Les nombreuses
campagnes de mesure des vingt dernières années ont montré la complexité
de leur composition et la forte variabilité de leurs propriétés
microphysiques: taille, forme et orientation des cristaux qui les
composent. Ce manque de connaissance entraîne de graves lacunes dans
leur modélisation, et une incohérence certaine dans les résultats des
simulations climatiques à grande échelle. Les avantages des instruments
de télédétection pourraient conduire à de nouvelles méthodes d'étude des
cristaux dans les cirrus.
Cette thèse analyse l'apport potentiel de mesures spatiales pour
caractériser les nuages de glace, en prévision de l'Aqua-Train, une
formation de satellites pour l'étude de l'atmosphère. La diffusion
lumineuse dans les cristaux a été modélisée en prenant en compte leurs
multiples propriétés, menant à plusieurs techniques de restitution de la
microphysique des cirrus par des mesures de l'état de polarisation de la
lumière par télédétection active et passive.
Ces techniques ont été appliquées à des données sol pour évaluer leur
pertinence, et leur application potentielle à des mesures spatiales
envisagée. Combinées dans un cadre théorique homogène, elles ont conduit
à la restitution cohérente des propriétés des cristaux dans les cirrus :
orientation spatiale et angle maximum de déviation à partir de mesures
polarisées (lidar à balayage, radiomètre) ; facteur de forme par
observations lidar polarisées ; taille par synergie multi-instruments
(lidar, radiomètre IR).
La restitution de ces paramètres à l'échelle globale conduira à une
meilleure compréhension des propriétés radiatives des cirrus, et à une
meilleure interprétation de leur importance dans le contexte du bilan
radiatif terrestre.
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