Academic literature on the topic 'Interaction vent-neige'

Cette étude se veut une approche franco-anglo-roumaine pour l’appréhension de la correspondance sémantico-linguistique entre les phénomènes atmosphériques et la météorologie humaine. Inspirée d’un travail remarquable et pionnier qui a été mené sur le territoire roumain et qui traite de la terminologie météorologique des phénomènes atmosphériques, notre étude tend à approfondir le même domaine de la météorologie tout en étendant sa portée linguistique à l'état humain qui mettra en exergue la météorologie du corps humain, de son âme et de son esprit. Les phénomènes atmosphériques tels : la pluie, la neige, la giboulée, la température, le vent, le brouillard, la grêle, les précipitations en général, la lumière du soleil, l’éclair ou le tonnerre, ou bien les astres célestes etc., semblent être des organisateurs des humeurs et des sentiments humains à travers la correspondance lexico-sémantique qui s’établit entre ces phénomènes météorologiques et la météorologie intérieure humaine. De ce fait, nous allons dans cet article questionner le fonctionnement et la signification de cette correspondance sémantico-linguistique à travers les interactions météorologiques affectives caractérisant les états d’âme dans trois langues, à savoir le français, l’anglais et le roumain.

Le manteau neigeux est un composant essentiel du cycle hydrologique terrestre ainsi qu'un régulateur clé du climat. En dehors des régions polaires, c'est dans les montagnes que la neige est la plus répandue. La couverture neigeuse alpine est particulière et présente une grande variabilité spatiale et temporelle. Une connaissance précise de cette variabilité est primordiale pour l'approvisionnement en eau douce, la production d'hydroélectricité et la prévision des risques. L'observation et la simulation numérique sont des outils complémentaires pour prédire les évolutions de la couverture neigeuse. En France, le modèle de neige ISBA-Crocus fournit une évaluation quotidienne à grande échelle des conditions d'enneigement alpines. Les évolutions futures de ce système reposeront sur une résolution horizontale de 250 m, nécessaire pour mieux décrire la topographie des montagnes. Cette résolution requiert la représentation de processus de variabilité supplémentaires tels que le transport de neige par le vent. Aussi, l'évaluation spatiale de simulation d'enneigement alpine est encore un défi, du fait de la rareté des observations en zone de montagne et de la forte interaction entre les divers processus contribuant à la forte variabilité spatiale observée. Dans ce contexte, l'objectif de ce doctorat est de développer puis d'évaluer un nouveau système spatialisé de simulation de neige alpine, comprenant la simulation du transport de neige par le vent. L'accent sera mis sur les méthodes d'évaluation spatialisées utilisant des observations satellites, nécessaires à l'évaluation de ces systèmes. Dans la première partie, nous présentons l'élaboration et le développement du modèle de transport de neige par le vent SnowPappus. Ce modèle est couplé au système de simulation ISBA-Crocus et conçu pour être appliqué à des domaines 2D de simulation alpine couvrant de larges étendues spatiales et temporelles (toutes les chaînes de montagnes françaises et plusieurs années). Notre modèle SnowPappus simule l'occurrence de la neige soufflée, le flux de transport horizontal et le taux de sublimation de la neige en fonction du forçage atmosphérique et des paramètres de la surface de la neige. Secondement, nous confrontons des images satellites à nos simulations spatialisées réalisées avec le modèle de transport SnowPappus sur une région de 902 km² dans les Alpes françaises et trois saisons d'enneigement complètes. Les simulations de hauteur de neige sont comparées aux observations obtenues à partir des satellites de stéréo-imagerie Pléiades, ainsi que les dates de fonte simulées, confrontées aux observations des satellites optiques de Sentinel-2. La sensibilité des simulations spatiales à différents jeux de données de précipitations est également analysée. Nos résultats montrent que le modèle SnowPappus améliore la variabilité spatiale à haute altitude et à proximité des sommets et des crêtes. Notre étude illustre la nécessité de tenir compte des erreurs spatiales des forçages de précipitations ainsi de la variabilité sous-maille pour des évaluations spatiales de neige plus robustes. Enfin, nous testons et adaptons des méthodes de vérification Fuzzy (ou floues). Ces méthodes ont été développées pour l'évaluation de simulations atmosphériques et sont adaptées aux simulations de neige. Ces methodes d'évaluations ajoutent la possibilité d'évaluer l'adéquation spatiales entre les observations et les simulations. Bien que ces techniques de vérification Fuzzy permettent de mieux qualifier l'adéquation spatiale des simulations aux observations, elles ne permettent pas de démêler les compensations d'erreurs entre les erreurs de localisations et d'intensités, ce qui constitue de forte limitation à leur application. Les avancées de ce travail permettent d'identifier les points forts et les points faibles des simulations de neige alpine haute résolution ainsi que la valeur ajoutée d'une représentation explicite du transport de neige<br>Alpine snow cover is highly variable both spatially and temporally. An accurate knowledge of this variability is a high stake for water supply, hydropower production, and hazard forecasting such as avalanches and floods. Snowpack observation and numerical simulation are complementary tools for these applications. In France, the ISBA-Crocus snow model is operated on a daily basis but currently only provides a large-scale assessment of the snow conditions. The future evolution of this system will rely on a 250 m horizontal resolution to better describe the spatial variability of the snow cover. This resolution requires the representation of additional processes such as lateral wind redistribution for realistic simulations at high elevations. As with similar snow modeling systems in other countries, the evaluation of these spatialized regional simulations is still challenging due to the sparsity of observations and various interacting uncertainties and processes contributing to spatial variability at this scale. In this context, the objective of this PhD is to develop and evaluate a spatialized alpine snow simulation system with wind lateral redistribution. Emphasis will be placed on the evaluation methods required to evaluate snow regional simulations with satellite observations, which should also benefit similar snow simulation systems in mountain environments. In the first part, we present the design and development of the SnowPappus blowing snow model, coupled with the ISBA-Crocus simulation system over 2-dimensional simulation domains with targeted applications covering large spatial and temporal extents (all French mountain ranges and several years). The SnowPappus model simulates blowing snow occurrence, horizontal transport flux, and sublimation rate as a function of 2D atmospheric forcing and snow surface parameters. Erosion and accumulation are then obtained from an upwind scheme of mass balance. Point-scale evaluations of snow occurrence detection and blowing snow fluxes showed that SnowPappus performs as well as the larger-scale SYTRON scheme while adding access to spatialized information. Then, we evaluate spatialized simulations of the SnowPappus model over a 902 km² region in the French Alps with satellite images during three snow seasons. We compared snow cover simulations to the spatial distribution of snow height obtained from Pleiades satellites stereo-imagery and to Snow Melt-Out Dates derived from Sentinel-2 optical images. The sensitivity of simulations to three different precipitation datasets and two horizontal resolutions is also analyzed. Our results show that the SnowPappus model enhances the snow cover spatial variability at high elevations and near peaks and ridges. Our study shows the necessity to consider error contributions from precipitation forcing and the unresolved subgrid variability for robust evaluations of spatialized snow simulations. Finally, we tested and adapted Fuzzy verification methods, developed for atmospheric simulation evaluations to snow use cases. This kind of verification method is more challenging than spatial distribution analysis and helps to assess the spatial agreements between observations and simulations. Although fuzzy verification techniques can help to better qualify the spatial agreement between simulations and observations, they have limitations over complex topography and do not allow for disentangling error from true localization errors with intensity error compensation. Which is a strong limitation for real use cases of alpine snow forecast verification. The methodological advances of this work help to identify the strengths and weaknesses of high-resolution snow simulations, including the added value of an explicit representation of blowing snow. This is an important step in guiding the use of such simulations in all target applications among winter mountain stakeholders

Le transport de la neige par le vent est une composante importante de l'interaction entre l'atmosphère et la cryosphère. En zone de montagne, il influence la distribution temporelle et spatiale de la couverture neigeuse au cours de l'hiver et a en premier lieu des conséquences sur le danger d'avalanche. La modélisation numérique de ce phénomène permet d'étudier les interactions complexes entre le manteau neigeux et le vent et d'en estimer les conséquences de manière distribuée. Dans ce contexte, cette thèse décrit le développement et l'évaluation d'un modèle couplé atmosphère/manteau neigeux dédié à l'étude du transport de la neige par le vent en zone de montagne reposant sur le modèle atmosphérique Meso-NH et le modèle détaillé de manteau neigeux Crocus. Le transport de la neige par le vent a été étudié sur le site expérimental du Col du Lac Blanc (massif des Grandes Rousses, France). Une base de données d'épisodes de transport couvrant dix hivers a tout d'abord été utilisée pour déterminer les caractéristiques principales de ces épisodes. Des simulations avec le modèle Crocus (non couplé à Meso-NH) ont ensuite montré qu'il était nécessaire de tenir compte des transformations mécaniques des grains de neige induites par le vent afin de simuler une évolution réaliste de la vitesse seuil de transport. Le site expérimental a également été le siège de deux campagnes de mesures en 2011 et 2012 visant à collecter de données de validation pour le modèle. Elles renseignent sur les conditions météorologiques près de la surface, sur les quantités de neige transportées et sur la localisation des zones d'érosion et de dépôt de la neige grâce à l'utilisation d'un laser terrestre. Le modèle de transport de neige par le vent Meso-NH/Crocus a été développé. Il intègre le transport de la neige en saltation et en suspension turbulente ainsi que la sublimation des particules de neige transportée. Un schéma à deux moments permet de simuler l'évolution spatiale et temporelle de la distribution en taille des particules. L'utilisation d'un schéma de couche limite de surface à l'interface entre Meso-NH et Crocus s'est révélé nécessaire pour représenter les forts gradients de concentration en particules de neige observés près de la surface. Meso-NH/Crocus est le premier modèle couplé atmosphère/manteau neigeux capable de simuler de manière interactive le transport de la neige par le vent en zone alpine. Meso-NH/Crocus a été évalué en relief réel grâce aux données collectées lors de la première campagne de mesure en 2011. La simulation d'un épisode de transport sans chute de neige simultanée montre que le modèle reproduit de manière satisfaisante les principales structures d'un écoulement en relief complexe ainsi que les profils verticaux de vitesse de vent et de flux de particules de neige en suspension près de la surface. En revanche, la résolution horizontale de 50 m est insuffisante pour reproduire avec précision la localisation des zones d'érosion et de dépôt autour du Col du Lac Blanc. La prise en compte de la sublimation réduit la quantité de neige déposée de l'ordre de 5%.Les techniques de descente d'échelle dynamique (grid nesting) ont ensuite été utilisées pour simuler un second épisode de transport avec chute de neige. L'augmentation de la résolution horizontale intensifie les contrastes de vitesse de vent entre versants au vent et sous le vent. En revanche, elle modifie peu les quantités et les structures spatiales des précipitations solides autour du Col du Lac Blanc. Lorsqu'il est activé, le transport devient la principale source d'hétérogénéités des accumulations neigeuses

Cette thèse porte sur la caractérisation du transport sur un lit granulaire cohésif en considérant le cas du sable et de la neige. Une approche numérique pour étudier le processus de l'érosion par impact sur un empilement cohésif a permis de quantifier l'effet de la cohésion sur le processus Splash. Pour quantifier l'effet de la cohésion le transport de particules par un écoulement d'air, nous avons choisi une approche expérimentale en soufflerie. L'étude du transport sur un lit de sable sec a permis de caractériser la transition du régime de saltation vers un régime collisionnel lorsque le nombre de Shields atteint S=0.3. Dans le cas du transport de sable humide, la vitesse seuil d'arrachement des grains du lit augmente avec la teneur en eau tandis que la vitesse seuil d'impact est du même ordre de grandeur que le seuil dynamique obtenu dans le cas sec. Ces résultats suggèrent qu'une fois que les grains sont arrachés au sol, ils ont un comportement similaire au transport sur sol sec. Sur un lit rigide de neige, la longueur caractéristique de décroissance augmente quadratiquement avec la vitesse de friction de l’air mais également avec le diamètre de la particule. Les caractéristiques de transport éolien de neige sur neige cohésive sont proches de celle sur neige rigide. On note une nette diminution, en soufflerie, de la quantité de neige transportée qui peut toutefois être significativement augmentée du fait de l’effet érosif d’un flux entrant. Sur un lit cohésif, dans le cas du sable humide et de la neige, le flux transporté tend vers la saturation mais la longueur de la soufflerie ne permet pas de l'atteindre<br>This thesis deals with the cohesion effect on the aeolian grain transport. We consider the sand and snow case. A numerical approach to the erosion process by impact allows us to quantify the cohesion effect on the Splash process. Then we adopt wind tunnel experiment to study the effect of the cohesion on the transport. We show over a dry sand bed a transition from the saltation regime to a collision one at a Shields number of 0.3. Over a wet sand bed, the aerodynamic threshold increases with the water content whereas the impact threshold is in the same order of magnitude compare to the dry case. Over a hard snow bed, the characteristic decay height shows a quadratic dependence with the air friction speed and increases with the particle diameter. The characteristics of the aeolian transport over a cohesive snow bed are close to those over a hard one. There is a sharp decrease of the transported snow flux which can increase significantly when the wind tunnel is fed with an incoming snow flux. Our results indicate the mass flow rate aims to a saturation. However the saturation is not reached with the wind-tunnel length we work over wet sand and cohesive snow bed

Cette recherche a été effectuée dans la baie de Kuuvik (Nunavik, Canada) pour mieux comprendre les occupations dorsétiennes et thuléennes-inuit dans un contexte biophysique postglaciaire en évolution. Des analyses géomorphologiques, stratigraphiques, micromorphologiques, macrofossiles et géochimiques (FTIR et ICP-AES) ont été effectuées sur une maison semi-souterraine unifamiliale hivernale thuléenne-inuit du site Paaliup Qarmangit 1 et dans la vallée dans laquelle elle s’inscrit afin de documenter les processus de formation et la taphonomie de la structure étudiée. Les données extra-sites ont permis de reconstituer l’évolution des environnements sédimentaires dans la vallée depuis la dernière glaciation. L’approche intra-site a révélé des occupations dorsétienne (après 143-327cal A.D.) puis thuléennes-inuit (entre 1317-1413 cal A.D. et1466-1642 cal A.D) du site. Le caractère stratégique du lieu d’implantation (accessibilité aux matériaux de construction, aux ressources alimentaires et hydriques) pourrait expliquer son utilisation par deux cultures différentes successives. Les résultats montrent la prédominance des processus nivéo-éoliens et de nivation dans la formation de l’unité stratigraphique contenant les restes archéologiques et attestent d’un remaniement post-dépositionnels naturels et/ou anthropiques des artefacts dorsétiens. Des signatures chimiques anthropiques modérées mais significativesont été détectées dans les sols de la maison semi-souterraine (e.g., Mg, Fe, S). Elles pourraient avoir été atténuées par des processus pédologiques, tels que le lessivage et la remobilisation des éléments par les organismes du sol, et/ou des processus anthropiques, tels qu’un nettoyage régulier de la structure par ses habitants.<br>This research was carried out in Kuuvik Bay (Nunavik, Canada) to document Dorset and Thule-Inuit occupations in an active periglacial context. Geomorphological, stratigraphical, micromorphological, macrofossil and geochemical (FTIR and ICP-AES) analyses were performed over a single-family semi-subterranean Thule-Inuit house of Paaliup Qarmangit 1 site and the surrounding periglacial valley to document site formation processes of the studied structure and to identify anthropogenic chemical signatures in the soil of the house. Off-site data enabled to reconstruct the sedimentary environments in the valley since the last glaciation. In-site approach revealed a Dorset occupation of the site (after 143-327cal A.D.) prior Thule-Inuit settlement (between 1317-1413 cal A.D. and 1466-1642 cal A.D.). Strategic features of the site (such as availability of building material, food, and water resources) may explain its use by two different cultures. Results showed the predominance of niveo-aeolian and nivation processes in the formation of the unit containing archaeological remains and provided evidence of post-depositional natural and/or anthropogenic reworking of Dorset artefacts. Soil of the house recorded moderate but significant anthropogenic chemical signatures (e.g., Mg, Fe, S), which may have been buffered by pedological processes, such as leaching and biological remobilization, and/or anthropogenic processes, such as a regular cleaning (maintenance) of the structure