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Dissertations / Theses on the topic 'Précipitations (Météorologie) – Mesure'
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Yahyaoui, Abdelaziz. "Variabilité spatiale et modélisation statistique des précipitations du Maroc cisatlasique et transatlantique." Nice, 1996. http://www.theses.fr/1996NICE2034.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la variabilité spatiale et la modélisation statistique des précipitations du Maroc cisatlasique et transatlantique. Il s'appuie sur les séries annuelles mensuelles et journalières de 16 stations pendant la période allant de 1958 à 1987. Quatre parties constituent l'ossature de cette thèse : - La première est une présentation du terrain, du contexte météorologique, de la problématique et des données utilisées. - La seconde partie traite les données annuelles après avoir critiqué les séries par la méthode des doubles-masses, des résidus de régression et de L'A. C. P. Le comblement des lacunes est effectué à partir des vecteurs régionaux. Le second volet consiste en une modélisation statistique des séries annuelles par la loi de Gauss qui s'avère adéquate généralement pour les stations marocaines. La loi racine-normale est parfois préférable quand les pluies annuelles sont faibles. Une régionalisation des précipitations annuelles conclue cette partie. - La troisième partie de cette thèse est consacrée aux pluies mensuelles. Une approche statistique des pluies supérieures à un seuil (o,1 mm) par le modèle de Fuller y figure, ainsi qu'une étude sur les régimes mensuels. Les gradex mensuels et la fréquence des pluies nulles (FO) y sont étudiés également. Cette partie comporte aussi une régionalisation des pluies mensuelles moyens, brutes et des gradex. - La quatrième et dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude des pluies journalières extrêmes. Ces dernières sont ajustées par le modèle de Fuller quand il s'agit des pluies journalières maximales mensuelles et par le modèle de Gumbel qui rend bien compte des pluies journalières maximales annuelles. Une régionalisation des pluies journalières par une analyse en composantes principales conclue ce travail. Les différents résultats auxquels aboutit ce travail sont exposés dans la conclusion générale. Une centaine de références bibliographiques, une dizaine de cartes, quinze tableaux et dix annexes constituent la partie illustration de cette thèseThe title given to the whole work is spatial variability and statistical modelisation of rains in cisatlasic and transatlantic Morocco it is based on the data given by 16 stations from 1958 to 1987. Four different parts will be developped : - The first deals with the area which will be studied, the meteorological context, the problems raised and data used in the work. -The second part deals which the annual data after criticizing the series using the doublesmass, principal components and regression residues methods. The lacks in the data were filled by the regional vectors method. The second subdivision of this part is a statistical modelisation of the annual series by the law of Gauss which seems appropriate to explain the annual distribution over the different Moroccan stations. When the average of the annual rains is low, the distribution is normal-root. The principal components exhibits sets of stations characterised by coherent time and spatial variations. - The third deals with the monthly rains. A statistical approach of the quantity of rain higher than o,1 mn by the fuller law and also the study of the average, regimes and gradex. - The fourth part deals with the study of the daily rains approched by the fuller law (montly maxima) and the gumbel's law for the annual maxima the final results are shown in the general conclusion. The illustration is composed of : 12 maps, 98 bibliographical references, 33 drawings, 8 tables and 10 riders
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Laadoua, Abdelhak. "Les variations spatio-temporelles des précipitations au Maroc septentrional." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10162.
Full text
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Ghanmi, Hanen. "Estimation des courbes intensités-durées-surfaces-fréquences (IDAF) de la région de Tunis dans un contexte multifractal." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0042.
Full textAbstract:
Notre objectif est d’étudier les propriétés d’invariance d’échelles des précipitations observées à Tunis et leurs conséquences sur les courbes IDF et IDAF, préalable indispensable au dimensionnement des ouvrages hydrauliques. Des séries chronologiques de taux précipitant observés à Tunis ont été analysées. Plusieurs observations ont pu être faites : plusieurs régimes d’invariance d'échelle ; une évolution significative de la dimension fractale du support de la pluie à microéchelle au cours du siècle dernière; le caractère non-conservatif du régime microéchelle. Le modèle « multifractales universelles » caractérise les propriétés statistiques au moyen de trois paramètres. La prise en compte du caractère intermittent et non conservatif du processus de pluie à fine échelle conduit, à l’obtention de paramètres en accord avec les résultats récemment publiés sur les propriétés des précipitations à très fine échelle. L’établissement de courbes IDF, qui caractérisent la probabilité d’apparition des évènements intenses, nécessite de disposer d’observation à fine résolution (5mn) et sur de longues périodes (50 ans). Une relation de régionalisation appliquée aux données journalières recueillies par la DGRE dans 40 stations pluviométriques de la région du Grand Tunis, associée à l’hypothèse d’invariance d’échelle simple nous a permis d’élaborer les courbes IDF des stations pluviométriques de la région du Grand Tunis. Les courbes IDAF ont ensuite été élaborées à partir des cartes de quantiles déduites des courbes IDF d’une part, à partir de l’approche proposée par De Michele en 2011 d’autre partOur goal is to study the properties of scales invariance of rainfall observed in Tunis and their impact on the IDF and IDAF curves, a prerequisite to the design of hydraulic structures. Time series of rainfall observed in Tunis were analyzed. Several observations have been made: several regimes of scale invariance, a significant change in the fractal dimension of the support of microscale rain during the last century, non- conservative character of the regime microscale. The ‘universal multifractal’ model characterizes the statistical properties by three parameters. Taking into account the intermittent and non-conservative nature of the process of fine-scale rainfall leads to obtaining parameters in accordance with the results recently published on the properties of fine scale precipitation. The establishment of IDF curves that characterize the probability of intense events requires having observation in fine resolution (5 mn) and long periods (50 years). A regionalization relationship applied to daily data collected from DGRE on 40 raingauges in the Greater Tunis, combined with the assumption of simple scale invariance has enabled us to develop IDF curves of raingauges in the region Greater Tunis. The IDAF curves were then constructed from quantiles maps deducted from IDF curves on the one hand, from the approach proposed by De Michele in 2011 on the other
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Ba, Mamoudou Bocar. "Estimation des précipitations au Sahel par imagerie satellitaire." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30130.
Full textAbstract:
Cette etude presente une comparaison de trois algorithmes de determination des precipitations par satellite sur une serie de donnees portant sur six saisons des pluies de la region soudano-sahelienne. Ces algorithmes utilisent le signal mesure par le canal infrarouge thermique (10,5-12,5 m) du satellite geostationnaire meteosat. Ce signal qui est fonction de la temperature de la cible observee, provient soit du sommet des nuages (cas des nuages epais) soit du sol. Les trois algorithmes utilisent respectivement la frequence d'occurrence des nuages aux sommets plus froids qu'un seuil de temperature donne, le maximum de temperature de brillance sur une sequence temporelle de plusieurs mesures, et enfin la moyenne temporelle de la temperature de brillance du systeme terre-atmosphere. Des regressions entre la pluie mesuree au sol et ces differents parametres satellitaires ont ete effectuees avec des donnees mensuelles et saisonnieres des annees 1983 a 1988. Nous avons obtenu de bons coefficients de correlation lineaire (de 0. 85 a 0. 90 pour la methode a seuil (les coefficients de correlation sont insensibles aux seuils compris entre 50#oc et 10#oc), de 0. 84 a 0. 88 pour le maximum de temperature de brillance et de 0. 87 a 0. 91 pour la temperature moyenne de brillance) entre le cumul annuel de pluviometrie et les differents estimateurs utilises. L'utilisation des relations etablies sur le jeu de donnees des saisons 1983 a 1986 a permis d'obtenir une bonne prediction de la pluie saisonniere de 1987 et de 1988 par les methodes de seuil et de temperature moyenne de brillance. Ces resultats ont conduit a conclure que la methode de temperature moyenne de brillance semble etre la methode la plus precise pour l'estimation de la pluviometrie saisonniere dans le sahel
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Chamsi, Nizar. "Estimation des précipitations à partir de la réflectivité radar dans les systèmes convectifs tropicaux." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30134.
Full textAbstract:
L'estimation des precipitations dans les systemes convectifs tropicaux d'apres la seule mesure du facteur de reflectivite radar est etudiee a partir d'un ensemble de donnees collectees en afrique sahelienne et equatoriale, dans le cadre du programme cooperatif epsat (etudes de precipitations par satellite). Ces donnees sont les mesures du radar numerise de niamey, d'un reseau de pluviographes couvrant un degre carre a l'est de niamey et des mesures de spectres granulometriques de gouttes de pluies. Il est montre que dans les pluies tropicales, les distributions de taille de gouttes sont compatibles avec le concept d'equilibre entre les processus de coalescence et de fractionnement. Ces distributions sont caracterisees par 5 pics dont la position et l'amplitude sont influencees par l'intensite de pluie r. L'expression analytique des distributions a l'equilibre est fonction du seul parametre r. Pour les pluies a l'equilibre, le facteur de reflectivite radar z et l'intensite sont lies par une fonction lineaire. Les precipitations tropicales peuvent etre decrites avec seulement deux relations applicables aux valeurs de z situees de part et d'autre du seuil d'equilibre. La methode consistant a estimer les pluies tropicales a partir de la seule mesure du facteur de reflectivite radar, en utilisant ces 2 relations, appliquee a un ensemble de cas d'observation de ligne de grain, donne de bons resultats
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Gottardi, Frédéric. "Estimation statistique et réanalyse des précipitations en montagne : utilisation d'ébauches par types de temps et assimilation de données d'enneigement, application aux grands massifs montagneux français." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0011.
Full textAbstract:
Les phénomènes météorologiques en montagne sont influencés par de nombreux facteurs tels que le relief ou l'altitude, et possèdent de ce fait une grande variabilité spatiale, qui rend l'hydrométéorologie des bassins versants de montagne particulièrement complexe. Au regard de cette hétérogénéité spatiale, les postes d'observations sont à ces altitudes trop peu nombreux. Les mesures sont de plus réalisées dans des conditions parfois difficiles (neige, vent) et sont donc souvent entachées d'importantes incertitudes. En conséquence, l'estimation des stocks de neige et des précipitations, primordiale pour les gestionnaires du parc hydroélectrique d'EDF (Électricité De France), reste encore aujourd'hui sujette à des incertitudes non négligeables. La thèse présentée ici, menée au sein de l'équipe hydrologie d'EDF-DTG a, parmi ses objectifs, le développement d'un outil d'interpolation des précipitations en zones de montagne. Ce dernier permettrait à terme de progresser vers une vision spatialisée et cartographiée de la pluie et de la neige mesurées sur les bassins versants faisant l'objet d'une prévision opérationnelle. Pour développer cette méthodologie, une très vaste base de données a été constituée, regroupant des données françaises (EDF et Météo France) mais également suisses, italiennes et espagnoles. Cet outil repose sur un Modèle Numérique de Terrain de maille 1km. Une classification en types de temps est introduite, afin de prendre en compte les variations du gradient orographique de précipitation en fonction du type de circulation atmosphérique considérée. Au sein de chaque type de temps et pour chaque pixel l'effet orographique, considéré comme prépondérant dans l'explication des précipitations en montagne, est modélisé par une relation linéaire reliant les précipitations du type de temps considéré à l'altitude. Cette relation s'appuie sur les points de mesure situés à proximité du pixel, dont le mode de sélection et de pondération a été optimisé. L'utilisation de la validation croisée entre les stations permet d'évaluer le niveau de restitution du modèle aux altitudes proches du réseau d'observation, quant à la qualité des lames d'eau en haute montagne, elle est par ailleurs évaluée à travers le bilan hydrologique intégré sur les bassins versants instrumentés d'une part, et à l'aide d'une confrontation avec les postes de mesure de l'équivalent en eau du manteau neigeux d'autre part. Développé sur les Alpes Françaises, les Pyrénées et le Massif Central, ce modèle présente des résultats très encourageants au regard de ceux obtenus par d'autres méthodes, ce qui est sans doute le fait du caractère résolument régional du mode de reconstitution des précipitationsThe estimation of snow storage and precipitation, essential for managing hydroelectric reservoirs of EDF, still remains subject to considerable uncertainties. EDF-DTG currently seeks to develop some tools for robust interpolations, able to provide a reliable estimate of precipitation and snow water equivalent at any point in mountainous areas. The developed tools are essentially based on the ground sensor network of DTG, which measures precipitations, snow depth and water equivalent over French mountains. In the long term, these tools should make it possible to progress towards a better spatial vision of the daily or “event” precipitation, as well as of the snow cover on the ground, based on measurements taken all over the basins requiring an operational hydrological forecast
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Benard, Pierre. "Etude numérique à forte résolution des bandes précipantes associées à un système frontal dans une onde barocline forcée par cisaillement." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30209.
Full textAbstract:
Un modele anelastique non-hydrostatique avec representation detaillee des processus physiques a ete utilise dans une version bidimensionnelle, pour simuler une grontogenese par cisaillement (probleme d'eady), avec des mailles horizontales variant de 40 a 5 km permettant de s'affranchir de l'utilisation d'un schema de parametrisation de la convection. La diversite de structure observee pour les bandes precipitantes accompagnant les systemes frontaux a pu etre reproduite par l'approche numerique bidimensionnelle. L'utilisation de diagnostics elabores issus des simulations a permis d'elucider la nature des processus donnant naissance aux differentes bandes precipitantes: destabilisation de la couche limite par basculement des isentropes, responsable de la formation de la ligne de convection frontale. Les bandes frontales etroites sont interpretees comme des ondes de gravite similaires a celles se developpant au bord d'un plateau infini. La convection oblique engendre des bandes larges dans la zone frontale de meso-echelle mais de duree de vie limitee (6-9 h). Le confinement des ascendances dans les zones de faible stabilite, qui entraine l'existence d'une large bande de secteur chaud
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Philippon, Nathalie. "Une nouvelle approche pour la prévision statistique des précipitations saisonnières en Afrique de l'Ouest et de l'Est : méthodes, diagnostics (1968-1998) et applications (2000-2001)." Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOL015.
Full textAbstract:
Ce travail teste une nouvelle approche pour la prévision des précipitations en Afrique de l'Ouest et de l'Est basée sur des prédicteurs relatifs au forçage continental et atmosphérique régional et la période 1968-1998. La partie diagnostique s'appuie sur les fichiers CRU, CRC, les réanalyses NCEP/NCAR. Les saisons des pluies ouest africaines sont précédées par des modifications du champ d'Energie Statique Humide. Une mémoire inter-saison est portée par l'humidité du sol, la végétation puis le champ d'ESH au printemps. Les saisons est africaines sont associées à des signaux dynamiques : mousson indienne et circulation type Walker pour les short rains, advections humides du Congo, interactions avec les latitudes subtropicales pour les long rains. La partie méthodologique propose des modèles de Régression Multiple, Analyse Discriminante et Réseaux Neuronaux basés sur les prédicteurs détectés. On obtient un gain moyen de 27% de variance expliquée et des prévisions correctes pour 2000-2001 au SahelA new approach for West and East African seasonal rainfall forecasting, based on continental and atmospheric forcing predictors and the 1968-1998 homogeneous period is developed. CRU and CRC precipitation databases, NCEP/NCAR reanalyses are used for diagnoses. The West African rainy seasons are preceded by Moist Static Energy field anomalies. An inter-season memory involving soil moisture, vegetation, then MSE over Guinea is found. The East African ones are related to atmospheric dynamics signals: Indian monsoon and Walker type circulation for the short rains, Congo basin air mass intrusion and subtropical stationary waves for the long rains. A 27% explained variance gain is obtained with multiple regression, discriminant analysis and neural networks models fed with these predictors. The 2000-2001 Sahelian rainy seasons real-time forecasts made with these models were correct
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Lecocq, Jean. "Validation d'un radar météorologique bande C pour l'étude des précipitations sahéliennes : problèmes de mesure et pripriétés d'échantillonnage spatial." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20034.
Full textAbstract:
La region du sahel souffre d'un deficit important de precipitation depuis une vingtaine d'annees. Dans ce contexte, l'experience epsat-niger en general, et sa composante radar en particulier, fournissent un jeu de donnees apte a caracteriser la repartition spatio-temporelle des pluies et a etudier les complexes convectifs proches du type ligne de grains se propageant a travers la bande sahelienne. L'interet majeur du radar meteorologique se situe dans la couverture spatiale continue qu'il procure. Pour utiliser quantitativement les champs de reflectivites acquis avec le radar bande c de niamey il est necessaire de definir une ou des procedures de correction, la methode classique consistant a ajuster le radar sur une moyenne apportee par le reseau sol. Cette approche est developpee ainsi qu'une seconde methode utilisant un algorithme iteratif afin de detordre le signal mesure du phenomene d'attenuation de l'onde radar. L'algorithme utilise se montre cependant tres sensible aux differents parametres mis en jeu. Outres ces difficultes de mesure, le radar meteorologique fournit des grandeurs integrees dans l'espace or ses proprietes d'integration varient en fonction de la distance. Pour caracteriser ce phenomene une etude est menee sur la variabilite des champs d'intensite d'abord a l'aide d'un simulateur puis sur les donnees reelles. Apres l'etape prealable de validation, la variabilite des images simulees n'exhibe aucune tendance. Par contre les donnees reelles montrent une diminution de la variabilite des champs d'intensite a mesure que la distance augmente. Les images radar collectees durant la campagne epsat-niger peuvent etre utilisees pour determiner la vitesse des systemes precipitants, estimer les precipitations ou bien evaluer la distribution climatologique des intensites. En particulier les performances du radar et la sensibilite aux traitements de la mesure sont testees sur la determination des lames d'eau a differentes echelles d'espace et de temps. Les resultats soulignent l'importance des corrections a apporter aux donnees radar brutes, sans qu'aucun des protocoles de correction examines n'apparaisse nettement superieur aux autres
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Bakam, Victor. "Les fluctuations pluviométriques en Afrique centrale : étude régionale." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL12037.
Full textAbstract:
Les problèmes qui se posent dans une recherche en climatologie tropicale sont la faible densité du réseau d'observations , l'inégale répartition spatiale des appareils de mesure, et la médiocrité de certaines séries du fait de l'importance des lacunes. La valeur des résultats d'analyse et des conclusions est fonction de la rigueur dans la critique des ordonnées et de la répartition spatiale du réseau de stations à étudier. En Afrique centrale, l'analyse des relevés pluviométriques des stations les plus fiables sur la période 1946-1985 montre l'évolution pluviométrique caractéristique des changements climatiques observés à l'échelle continentale et planétaire dans la seconde moitie du vingtième siècle. L'analyse en composantes principales permet une approche globale de la chronique de l'évolution pluviométrique, et de l'organisation spatiale du champ de variabilité. Les cartes d'organisation des champs pluviométriques et les graphiques des scores des années sur les axes factoriels offrent des images probantes des fluctuations pluviométriques sur la période étudiée. Ces fluctuations pluviométriques dans la région sont en relation étroite avec la diversité du milieu physique ; mais aussi, il existe une relation de cause à effet entre l'activité des deux centres d'action qui commandent la répartition des pluies en Afrique centrale et la baisse de la pluviométrie. Le bilan global est une déficience pluviométrique généralisée en rapport avec la défaillance de l'anticyclone de Ste-Hélène et son corollaire, la prépondérance de l'activité de l'harmattan saharien. La partie nord connaît un déficit bien plus marqué que la partie sud. Si la tendance observée depuis le début des années soixante-dix se poursuit jusqu'à la fin du siècle, les moyennes mensuelles caractéristique des régimes pluviométriques en milieu intertropical africain devront subir de profondes modifications, en particulier si l'on considère une normale (de l'omm) qui irait de 1970 à l'an 2000The problems about research in tropical climatology are mainly the lwo density of observations post, the inequal spatial repartition of measurements and the very bad quality of some series, because of the importance of missing datas. The value of results and conclusions depend of the exactness in reviewer of existing datas and their spatial repartition. In central africa, the study of rainfall comming from the best stations in the period going from 1946 to 1985 shows the evolution and the main climatic change seen at continental and planet scale in the second half of the twentieth century. The main componment analysis allows a global approch of rainfall evolution and spatial organisation of rainfall field variability. The maps show the spatial organisation of rainfall variability field, and the graphs of annual score s on factorial axes give pictures of the chronologic rainfall flucturations. These rainfall fluctuations in the region are in closely accordance with the diversity of the physical milieu; otherwise, there is a relation between the rainfall diminution and the activity of the two actions center which deal with the spatial organisation of rainfield. The final result is a general rainfall deficiency irrelevant to the weakening of st. Helena anticyclone and the reinforcement of harmattan winds comming from sahara. In the north, the faillure of rainfall is more important than in the south. If the trend observes since 1970 continues, the monthly rainfall means which caracterise african intertropical rainfall regimes should be modified. Mainly if the normal rainfall period runs from 1970 to 2000, according to the 30 years wmo recommandations
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Kebe, Cheikh Mouhamed Fadel. "Relation entre les intégrales spatio-temporelles de la couverture nuageuse et la pluie au sol aux latitudes tropicales : implications pour la mesure des précipitations depuis l'espace." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30266.
Full textAbstract:
La variabilité des relations reliant d'une part l'intensité de pluie moyenne,
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Godart, Angélique. "Les précipitations orographiques organisées en bandes dans la région Cevennes-Vivarais : caractérisation et contribution au régime pluviométrique." Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10178.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est dédié à l'étude d'un type de convection peu profonde sur la région des Cévennes. Cette convection peu profonde est associée à des précipitations organisées en bandes et localisées sur le relief. Bien que d'intensité faible, ces précipitations peuvent avoir un impact en hydrologie car elles durent longtemps. Nous souhaitons, d'une part comprendre les processus associés à ces précipitations, et d'autre part évaluer leur contribution au régime pluviométrique de la région. Pour ce faire, la première étape consiste en l'élaboration d'une classe de temps composés de tels évènements, car à ce jour, seulement 20h de précipitations orographiques organisées en bandes ont été observées. Cette classe de temps est construite à partir de critères dynamiques et pluviométriques puis complétée par l'utilisation de méthodes statistiques linéaire et non linéaire. Une fois la classe de temps élaborée, les conditions atmosphériques favorables au déclenchement de la convection peu profonde organisée en bandes sont étudiées à partir des radiosondages, des réanalyses ERA40 et de simulations numériques avec MesoNH. L'élaboration de cette classe de temps permet également d'évaluer la contribution de ces pluies au régime pluviométrique en rapportant le cumul des précipitations réanalysées pour les jours extraits à l'ensemble des précipitations observées entre 1976 et 2005. Malgré les incertitudes, cette contribution n'est pas négligeable. Ceci suggère l'intérêt de développer un réseau d'observation permettant de mieux appréhender ces évènementsThis thesis is dedicated to the study of a particular kind of shallow convection in the Cévennes area. This shallow convection is associated with orographic banded rainfall. Even if their intensity is small, they impact on hydrology since their duration. We hope to understand process linked with this rainfall and to evaluate their contribution to the rainfall regime in the area. The first step consists on the elaboration of a data base of orographic banded rainfall events. Indeed, until now, only 20h of orographic banded rainfall have been observed. This data base is built thanks to dynamical and rainfall criteria and then completed with linear and non-linear statistic methods. Next, the atmospheric conditions propice to the triggering of shallow convection are identified with radiosoundings, ERA40 reanalysis and numerical simulations (with MesoNH). Finally, the contribution of this rainfall is evaluated by comparing the accumulation of rainfall over the data base to the accumulation of rainfall over the whole period 1976-2005. Despite incertainties, this contribution is not negligible and suggests the interest to develop an observatory network to better observe the shallow orographic banded convective events
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Guillon, Romain. "Prévision à brève échéance des fortes précipitations par l'activité électrique le 19 septembre 2000 dans la région marseillaise." Aix-Marseille 1, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00084657.
Full textAbstract:
Cette étude fondée sur l'analyse du cas des très fortes précipitations du 19 septembre 2000 qui s'est produit en région Provence Alpes Côte d'Azur et en particulier sur la région marseillaise a pour but d'anticiper à courte échéance les fortes pluies à partir de l'activité électrique. La méthodologie mise en place permet, par une analyse statistique, d'une part de déterminer les trajectoires d'activité électrique et de précipitations (calcul des centres de gravité pondérés de chaque noyau de cellule), et d'autre part de les asssocier (à l'aide de requêtes spatiales et temporelles au sein des SIG) afin de déterminer des délais d'anticipation des fortes pluies. Les pluies estimées par le radar de Nîmes Garons (réseau ARAMIS), les données des stations météorologiques, et l'activité électrique issue du système SAFIR sont intégrées dans un SIG puis couplées à un modèle numérique de terrain sur le département des Bouches-du-Rhône. Le suivi des images radar et de l'activité électrique s'effectue au pas de temps de 5 minutes. Nous avons observé dans notre étude des décalages temporels des pluies par rapport aux mesures des stations météorologiques. Ces résultats ont été intégrés dans différentes méthodes pour l'anticipation des pluies par l'activité électrique (mesure du décalage temporel entre les maximums, variance commune synchrone et asynchrone, délais de mise en place des orientations définitives des trajectoires). L'activité électrique (associée à une trajectoire des précipitations) , permet avec un délai de 15 à 20 minutes en moyenne, d'anticiper les maximums des précipitations de chaque épisode des pluies estimées par le radar. Les résultats bien que significatifs sont limités par le très faible échantillonage disponible (quatre couples de trajectoires). Les résultats de ce travail ouvrent un champ d'investigation important sur la méthodologie à mettre en place pour la quantification des délais d'anticipations des pluies exceptionnellles dans la région méditerranéenne ou ailleurs.
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Noel, Thomas. "Interactions entre microphysique et dynamique dans les lignes de grains d'Afrique de l'Ouest." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600073.
Full textAbstract:
La modulation des précipitations dues aux lignes de grains affecte directement les populations d'Afrique de l'Ouest. C'est pour mieux comprendre la relation entre les lignes de grains et la mousson qu'a été mis en place le projet AMMA qui s'est accompagné d'une grande campagne de mesure en 2006. Cette étude tire son intérêt d'une utilisation combinée d'observations, de classifications polarimétriques du RONSARD. Et de modélisation grâce à une méthode de restitution microphysique, initialement développée pour les fonds européens, et adaptée aux conditions tropicales, et à l'intensité des lignes de grains. Le modèle microphysique a permis d'effectuer des resitutions en accord avec les observations du RONSARD. Pour représenter au mieux la partie convective et stratiforme d'une ligne de grains, on a montré qu'il fallait au moins deux espèces de glace précipitante (graupels et neige). On a mis en évidence la compétition entre le dépôt de vapeur d'eau sur la glace précipitante et la condensation de la vapeur d'eau en gouttelettes de nuage liquide dans la formation des précipitations glacées, et le rôle de celles-ci dans la formation des précipitations liquides. Le modèle microphysique nous a permies de déterminer les processus importants dans la formation des précipitations, à savoir la condensation de la vapeur d'eau en nuage liquide, la fonte, le givrage et l'accrétion du nuage liquide par la pluie. L'utilisation d'un modèle diagnostique microphysique et d'un modèle de transfert radiatif permet de relier le contenu en glace à la température de brillance, mais surtout d'établir des relations entre processus micorphysiques, température de brillance et contenus intégrés en eauThe rainfall variability due to squall lines directly affects West African populations. The African Monsoon Multidisciplinary Analyses (AMMA) campaign was designed in order to get a better knowledge of this phenomenon and was therefore based on a large field experiment in 2006. In this context the radar RONSARD was deployed. Allowing us to retrieve wind fields and polarimetric classifications. The main interest of this study is to combine the use of observations, polarimetric classification from RONSARD and modeling using a microphysical retrieval model. This model was originally developped for the Europeans fronts, was adapted to tropical conditions, and squall line's intensity. The microphysical model allowed us to perform retrievals that are in agreement withe RONSARD observations. For a realistic restitution of convective and stratiform part of a squall line, we showes that at least two species of precipitating ice (graupel and snow) are necessary. We highlighted the competition between water vapor deposition on the precipating ice and condensation of water vapor into liquid clouds droplets in forming precipating ice, and the role of these in the formation of rain. The microphysical model has allowed us to identify important processes in the formation of precipitation, especially the condensation of water vapor into liquid clouds, melting, riming and the accretion of liquid cloud by rain. The use of a diagnostic micophysics and of a radiative transfer model enabled to link the ice content to the brightness temperatures, but also to establish a relationships between microphysicals processes, brightness temperatures and integrated water content
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Coelho, Afrânio de Araujo. "Mesure aéroportée de la distribution dimensionnelle des gouttelettes d'eau en nuage." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30013.
Full textAbstract:
Un modele numerique a ete developpe pour simuler le fonctionnement d'un granulometre optique. Le forward scattering spectrometer probe (fssp) est utilise depuis plus de vingt ans sur les avions de recherche pour mesurer la distribution dimensionnelle des gouttes de condensation dans les nuages. Il s'agit d'un compteur optique dont le principe est base sur la mesure de l'intensite de lumiere diffusee vers l'avant par les gouttelettes qui traversent un faisceau laser. Une version amelioree de l'appareil a ete realisee au cnrm: le fast fssp. Le modele simule precisement les caracteristiques opto-electroniques de l'appareil et son principe de mesure. Il permet de calculer les matrices de transfert de l'instrument qui sont les matrices de probabilites conditionnelles pour une goutte d'un certain diametre d'etre comptee avec une certaine amplitude et une certaine duree d'impulsion. Les applications du modele sont variees. La simulation du fonctionnement permet d'optimiser les reglages opto-electroniques avant une experience et de tester numeriquement des ameliorations du dispositif avant leur realisation. Elle a aussi contribue a la mise au point d'une methode de calibration particulierement originale basee sur la detection d'un artefact de la mesure qui resulte des ambiguites de la reponse de l'instrument. Cet artefact caracterise par une probabilite accrue de mesurer certaines valeurs d'amplitude pour des valeurs fixes du diametre des gouttes permet une calibration de l'instrument a partir des donnees collectees en vol dans des nuages naturels. Enfin, l'inversion des matrices de transfert permet la mise au point d'une methode corrective statistique des distributions dimensionnelles mesurees. La methode a ete testee pour la prise en compte de l'elargissement des spectres mesures qui resulte de l'inhomogeneite de l'intensite du faisceau laser de detection et une etude prospective pour la prise en compte de l'effet des coincidences a ete proposee
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Pires, Filho António de Padua Cunha. "Systèmes ondulatoires atmosphériques associés à la convection pendant l'expérience TOGA-COARE." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30030.
Full textAbstract:
Cette etude presente une description des systemes ondulatoires atmospheriques observes pendant la periode d'observations intensives (poi) de l'experience toga-coare et analyse leur rapport avec l'activite convective a meso-echelle et a l'echelle synoptique. Les champs dynamiques issus des analyses du cepmmt sur la poi et les images infrarouge du satellite gms4 sont analyses par differentes methodes afin de mettre en evidence des systemes ondulatoires en liaison avec l'activite convective sur le pacifique ouest et central. Des perturbations presentant des proprietes typiques d'ondes equatoriales piegees sont identifiees: le signal 3-10 jours associe au champ de vent meridien a 850 hpa correspondant a des ondes mixtes rossby-gravite couplees a l'activite convective ; l'oscillation 7-10 jours du vent zonal a 850 hpa, identifie comme le premier mode de rossby et des oscillations a plus petite echelle (en-dessous de 3 jours) sur le champ de divergence a 200 hpa, possedant des caracteristiques dispersives propres aux ondes de gravite (n = 1) equatoriales. Une discussion est faite sur les possibles mecanismes de generation des ondes, en particulier sur les roles de la convection et de l'environnement de grande echelle dans la selection des modes observes
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Creutin, Jean-Dominique. "Validation et étalonnage d'images de télédétection à l'aide de mesures ponctuelles selon une approche géostatique : application à la mesure des précipitations et de l'insolation." Phd thesis, Grenoble INPG, 1987. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00686393.
Full textAbstract:
Comment utiliser de manière quantitative l'information fournie par un dispositif de télédétection météorologique afin d'améliorer la mesure conventionnelle donnée par les réseaux de stations au sol ? Pour répondre à cette question, importante d'un point de vue pratique, ce mémoire propose une approche géostatistique permettant, d'une part, de vérifier la qualité des mesures obtenues par chaque dispositif, et d'autre part de combiner les mesures sol aux images de télédétection. Des exemples d'application concernant la mesure des précipitations et de l'insolation sont analysés afin d'illustrer la méthodologie proposée en la comparant à des approches plus traditionnelles. La définition d'un protocole de validation s'appuie sur des rappels de géostatistique classique (Chapitre 1). Ce protocole fixe des valeurs de référence permettant de vérifier les résultats obtenus par un dispositif de mesure d'après différents critères statistiques d'erreur (Chapitre Il). Le système de cokrigeage est décrit en terme de méthode d'étalonnage capable de combiner des mesures ponctuelles et de télédétection (Chapitre IV). Différentes simplifications de cette méthode sont détaillées et rapprochées des méthodes classiques d'étalonnage (Chapitre VII). Les données utilisées pour mettre en oeuvre ces méthodes de validation et d'étalonnage (Chapitres III, V et VII) sont des mesures de précipitations en région tempérée (radar et pluviomètres dans le Bassin Parisien) ou semi-aride (satellites et pluviomètres en Arabie) et des mesures d'insolation en région tempérée (satellite et héliographes en France).
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Duchiron, Bertrand. "Variabilité interannuelle de la pluviométrie dans l'espace riverain de l'océan indien." Paris 7, 2002. http://www.theses.fr/2002PA070022.
Full textAbstract:
La variabilité pluviométrique interannuelle dans l'espace riverain de l'océan indien a été étudiée, sur la période 1946-1975, dans le but d'établir une régionalisation de cet espace puis d'établir des modèles de prévision de la pluviométrie à partir d'indicateurs océano-atmosphérique. A partir d'une base de données pluviométriques, un ensemble de 130 postes, répartis de façon la plus homogène possible dans l'espace d'étude, a été sélectionné. Les valeurs des précipitations lacunaires ont été restituées et l'ensemble du réseau validé. Des analyses multivariées (Analyses en Composantes Principales et des Classifications Ascendantes Hiérarchiques) ont été utilisées pour définir 21 régions pluviométriquement homogènes. Les chroniques de ces zones sont corrélées avec des indices d'anomalies de la circulation océano-atmosphérique sur les fuseaux Indien et Pacifique, avec des décalages de 1 à 3 mois. Pour trois régions, le sens des écarts à la moyenne de la chronique a été estimé au moyen de modèles Logit sur un pas de temps mensuel au coeur des saisons pluvieuses. Les résultats à une échéance d'un mois sont pertinents avec des taux d'erreurs inférieurs à 10%. A une échéance de deux et trois mois, le pourcentage de bonne prévision est supérieur à 80 pour les trois régions. Ces résultats valident le concept de l'utilisation des modèles Logit dans la prévision à moyen terme des tendances pluviométriques dans les régions tropicalesThe interannual variability of rainfall in the coastal areas of the Indian ocean was analysed for the period 1946-1975 and regionalized then we establish statistical forcasting models of rainfall from oceano-atmospheric circulation indicators. A set of 130 well-spatially-distributed stations were selected from a pluviometric database. Missing values were statistically replaced and the output dataset was validated. Multivariate analyes (PCA and clustering analysis) were applied on these data to extract 21 homogeneous pluviometric regions. Times series are strongly correlated over a lag period ranging from 1 to 3 months with some atmospheric and oceanic anomaly indices recorded over the Indian and Pacific oceans. .
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Arnaud, Michel. "Contribution à l'étude stochastique markovienne des précipitations dans le bassin Adour-Garonne." Toulouse, INPT, 1985. http://www.theses.fr/1985INPT004H.
Full textAbstract:
A partir de fichiers de pluies journalières du bassin Adour-Garonne, nous essayons de montrer comment les chaînes de Markov discrètes sont un instrument rassurant par sa simplicité et son sens physique évident, d'une part pour l'identification d'une situation climatique, d'autre part pour la simulation de séries pluviométriques. Nous confrontons ensuite les modèles de simulation markoviens avec des modèles concurrentiels fondés sur les processus de renouvellement. De plus, on effectue une étude des événements exceptionnels : précipitations extrêmes et fortes sécheresses. Enfin, nous nous consacrons, en nous appuyant sur près de deux siècles de données, à l'étude d'une éventuelle évolution de la pluie à Toulouse.
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Féral, Laurent. "Analyse et modélisation des champs de précipitation pour l'optimisation des liaisons micro-ondes terre/espace." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30167.
Full text
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Turner, Sandra. "Nouvelle paramétrisation sous-maille et sous-nuageuse des précipitations." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/2640/.
Full textAbstract:
Avec l'accroissement de la puissance de calcul, la résolution horizontale des modèles numériques de prévision (NWP) s'affine et atteint aujourd'hui des valeurs entre 1 et 5 km. Malgré ce fait, les nuages et les précipitations sont le résultat de processus sous-maille pour certaines catégories de nuages comme les cumulus et les stratocumulus. Les paramétrisations sous-maille de la condensation de la vapeur d'eau sont couramment employées depuis plusieurs années et utilisent une distribution statistique de la variabilité sous-maille de l'humidité relative pour diagnostiquer la fraction et le contenu en eau nuageuse. D'une manière similaire, une nouvelle paramétrisation est développée dans cette étude en considérant une distribution statistique du contenu en eau nuageuse et une valeur seuil permettant la formation de pluie, ce qui permet de déduire une fraction précipitante distincte de la fraction nuageuse. L'eau nuageuse ne se retrouve plus uniformément distribuée dans une maille ou dans la fraction occupée, mais se concentre plutôt en certains endroits par la division de la fraction nuageuse en deux régions de forte et de faible quantités d'eau. La pluie n'est ainsi produite que dans la région de forte quantité d'eau nuageuse, ce qui permet de qualifier cette nouvelle paramétrisation de sous-maille et sous-nuageuse. Le développement de cette paramétrisation s'appuie sur une analyse de données microphysiques provenant de deux campagnes de mesures, l'une traitant de stratocumulus précipitants (DYCOMS-II) et l'autre de petits cumulus précipitants (RICO). Pour compléter les distributions microphysiques observées, des simulations LES (Large Eddy Simulation) ont été réalisées à partir de situations idéalisées des deux campagnes de mesures. La nouvelle paramétrisation a été implantée dans le schéma microphysique ICE3 du modèle de recherche Méso-NH. Les deux situations idéalisées des campagnes RICO et DYCOMS-II ont servi à tester la nouvelle paramétrisation dans des simulations SCM (Single Column Model). Cette paramétrisation a aussi été testée avec une version 3-D du modèle de recherche Méso-NH qui utilise la même physique que le modèle opérationnel de prévision AROME (2. 5 km), montrant ainsi le gain relatif à son usage pour des situations réelles sur la France. Dans toutes les situations réelles et idéalisées de cette étude, cette nouvelle paramétrisation sous-nuageuse augmente la formation de pluie dans des situations où il y a peu d'eau nuageuse, diminue l'évaporation de la pluie lors de la chute et donne un taux de précipitation en surface qui est en meilleur accord avec les observations. Une situation réelle montre également qu'elle ne produit pas systématiquement une augmentation de la pluie. Cette nouvelle paramétrisation est aussi peu coûteuse et s'adapte facilement à tout schéma microphysique de type bulkWith increasing computing power, the horizontal resolution of numerical weather prediction (NWP) models has been improving and today has reached resolutions of 1 to 5 km. Yet, clouds and precipitation are still produced by subgrid scale processes for most cloud types such as cumulus and stratocumulus. Subgrid scale parameterizations for water vapor condensation have been used for many years based on a prescribed probability density function of relative humidity spatial variability within the grid, hence providing a diagnostic of the cloud fraction and the cloud water content. Therefore, a new parameterization is developed, based on a prescribed probability density function of cloud water variability and a threshold value of liquid water content for droplet collection to derive a rain fraction within the model grid, which is different than the cloud fraction. Cloud water content is no longer uniformly distributed in the whole grid volume or in the cloud fraction, but can be concentrated in spots with the splitting of cloud water into two parts of high and low cloud water content within the grid. The rain is then only produced in the high cloud water content region, so the subgrid precipitating parameterization is also called subcloud. The development of the parameterization follows an analysis of microphysical data collected during two field campaigns, one dedicated to precipitating stratocumulus (DYCOMS-II) and the other to precipitating fair weather cumulus (RICO). To supplement observed microphysics distributions, LES (Large Eddy Simulation) simulations were conducted with two idealized cases from the two campaigns. The new subcloud parameterization was implemented in the ICE3 microphysics scheme in the MESO-NH research model. The two idealized cases of RICO and DYCOMS-II were used to test the new parameterization in a SCM (Single Column Model) framework. This parameterization was also tested in a 3-D framework in the MESO-NH model using the same physics as the AROME NWP model (2. 5 km), displaying the improvement from its use for real cases of precipitating cloud systems over France. In all real and idealized cases, this new subcloud parameterization increases rain water content in low cloud water content conditions, decreases rain evaporation during sedimentation, and shows better agreement of surface precipitation against observations. A real case also shows that it is not systematically producing more rain. This new parameterization is also not computationally expensive, and can be easily implemented in any bulk microphysics scheme
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Arnaud, Yves. "Caractérisation des nuages précipitants en fonction de leur structure spatiale et de leur évolution temporelle en milieu sahélien à partir d'images météosat." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30018.
Full textAbstract:
L'objectif de l'etude est de tester les possibilites d'estimer les pluies a l'echelle temporelle de l'averse, a differentes echelles spatiales, en milieu sahelien avec le satellite meteosat. Les indices utilises sont: la temperature minimale atteinte par le nuage, le nombre d'occurrences des nuages a sommet froid, la temperature moyenne, et la variabilite de la nebulosite sur un pixel au cours d'un evenement pluvieux. A l'echelle de quelques pixels, les relations entre les trois premiers indices et la pluie dependent de la qualite des estimations des valeurs moyennes et de l'evenement. L'utilisation de pluies moyennes obtenues par krigeage ameliore legerement les resultats par rapport a un etalonnage avec des mesures ponctuelles. A l'echelle de la zone d'etude (10 000 km#2), les relations expliquent respectivement 48%, 55%, et 50% de la variance totale de la pluie mais le krigeage n'ameliore pas les resultats. Une methode de suivi automatique des amas nuageux a ete developpee pour determiner l'etat du nuage au-dessus de la zone d'etude. Les caracteristiques des amas nuageux sont conformes a celles obtenus par les methodes de suivi manuelles. A l'aide de parametres statiques, la phase dynamique des nuages, a partir d'une seule image, peut etre determinee avec 80% de reussite. Afin de diminuer la variabilite des relations precedentes, la situation du nuage dans son cycle d'activite a ete prise en compte (passage ou non par la phase de maturite sur la zone d'etude). Dans l'ensemble, les nuages qui ont de fortes valeurs d'indices sont passes par la phase de maturite et vice versa; l'information passage du nuage par la phase de maturite est donc redondante avec les indices utilises. Les resultats obtenus dans cette etude confirment le lien entre les pluies et les indices satellitaires, meme a de petites echelles temporelles
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Citeau, Jean. "Les satellites météorologiques, une approche nouvelle de la connaissance du climat au Sahel." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30176.
Full textAbstract:
L'etude des anomalies du climat sahelien au cours des deux dernieres decennies a ete realisee a partir de donnees satellitaires et d'analyses du centre europeen pour les previsions meteorologiques a moyen terme (cepmmt). La latitude de la zitc (zone intertropicale de convergence), suivie au-dessus de l'ocean atlantique (28w), ne revele pas de differences significatives au maximum de l'hivernage (saison des pluies) des pays saheliens, que l'annee soit humide ou seche. A 28w, les seules differences notables (entre hivernages de type different) s'observent davantage durant la periode de mars a mai, soit un a deux mois avant l'installation de la saison des pluies au sahel. Le calcul du flux de vapeur sur la periode 1980-1989, dans une region situee au vent de la mousson (facade maritime de la guinee-conakry), montre que la composante meridienne presente une variabilite beaucoup plus faible que celle de la composante zonale; d'une maniere generale, l'importance de cette derniere est, semble-t-il determinante pour le bilan pluviometrique de l'hivernage. L'interpretation proposee en est le renforcement de l'anticyclone de sainte helene, lorsque celui-ci occupe une position orientale, du fait des eaux froides du courant de benguela. A l'inverse, une position plus occidentale, amenant cet anticyclone au-dessus d'eaux chaudes d'origine equatoriale, contribuerait a son affaiblissement. Le gradient de vent associe a ces situations types amene selon le cas un renforcement ou une diminution de la vitesse des alizes de sud est et partant, une action similaire sur l'intensite du flux de mousson aqui en derive
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Marand, Colette. "Contribution à l'étude hydro-pluviométrique du massif vosgien." Montpellier 3, 1991. http://www.theses.fr/1991MON30005.
Full textAbstract:
Dans le but de realiser des bilans hydrologiques au niveau de petits bassins versants montagnards, une bonne connaissance de la pluie est necessaire. La mise au point d'un modele elabore a partir de correlations simples successives entre les precipitations et l'altitude lissee, permet de donner la valeur de la pluie annuelle en tout point de l'espace. Il permet aussi d'effectuer une regionalisation de la pluie sur le massif vosgien et ses bordures. Le modele a pu etre teste a differents pas de temps : l'annee, la saison, le mois. En raison d'un trop faible nombre de stations de mesures, un modele thermique base sur l'altitude reelle n'a pu qu'etre esquisse, mais il permet le calcul de l'evapotranspiration sur quatre bassins versants (choisis dans la zone des hautes vosges), dont on veut par ailleurs determiner le bilan hydrologique. Cette etude debouche sur les caracteres principaux de l'ecoulement dans la zone sommitale des vosgesWith the object of working out hydrological schedules at the level of small basins on mountain versants, a good knowledge of rainfalls is absolutely necessary. The putting into shape of a model elaborated from plain successive correlations between rainfalls and the smoothed altitude allows to predict the yearly rainfall value for any point of the space. This also allows to perform an area rainfall on the vosges mountains as well as on its borders. The model could be checked for various time spaces : a year, a season, a month. Owing to the too littel number of measuring stations, a thermal model founded upon real altitude could only be sketchded : however, it enables to calculate the evapotranspiration on four side basins (chosen in the high vosges area) which hydrological schedule is also determined. This study leads to the main characteristics of the running-downs from the vosges summit area
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Yessad, Karim. "Effets de résolution dans le modèle PERIDOT : analyse diagnostique par divergences de flux." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30120.
Full textAbstract:
Les hauteurs de precipitations prevues par le modele a domaine limite peridot anciennement operationnel a meteo-france dependent trop de la taille de maille. Pour etudier ce probleme on a developpe des diagnostics de divergences de flux, pour evaluer la contribution des petites et moyennes echelles a l'evolution temporelle d'une moyenne de grande echelle de l'humidite specifique et de l'entropie. Cette contribution depend elle-meme de la taille de maille. La premiere raison semble venir de la dynamique de moyenne echelle: sa contribution diminue lorsqu'on utilise le meme domaine de prevision pour toutes tailles de maille. Le resultat le plus important est ici une contribution du forcage par les conditions aux limites laterales externes: le forcage de l'humidite specifique genere un desequilibre entre le champ d'humidite et les autres champs a toutes echeances. La consequence est un phenomene de type spin-up appele ici spin-up permanent, caracterise par des valeurs irrealistes et fortement dependantes de la resolution dans les champs de convection et de diffusion verticale. Il se produit essentiellement au-dessus de mers chaudes et pres des bords, ne se propage pas vers le centre du domaine et peut-etre generalement supprime quand on utilise des conditions aux limites laterales ouvertes pour l'humidite. La part restante de la dependance de taille de maille est principalement liee aux parametrisations des precipitations convectives et stratiformes. L'utilisation d'un schema unifie decrivant les deux types de precipitations la reduit dans une situation convective idealisee mais n'apporte aucune amelioration dans une situation reelle ou coexistent les deux types de precipitations. On a acheve ce travail par une etude de transportabilite des diagnostics sur les modeles spectraux arpege et aladin, et par quelques experiences de sensibilite des precipitations a la resolution dans le modele arpege maintenant operationnel a meteo-france
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Fontin, Mickaël. "Contribution à la génération de séries synthétiques de pluies, de débits et de températures." Toulouse, INPT, 1987. http://www.theses.fr/1987INPT117H.
Full textAbstract:
Les processus stochastiques se revelent un moyen simple et adequat pour modeliser les series hydrometeorologiques dont le caractere complexe et aleatoire rend difficile une approche deterministe. Apres un examen des principaux processus stochastiques utilises en hydrometeorologie, sont presentees des methodes capables de modeliser des series presentant un caractere saisonnier marque. Des applications sont faites sur le regime pluviometrique du climat sahelien a saisons tres contrastees et sur des series de temperatures et de debits du sud de la france. Les pluies journalieres sont modelisees a l'aide de chaines de markov a parametres variables au cours de l'annee ; quant aux series de temperatures et de debits journaliers, pour tenir compte de leur instationnarite, elles sont decomposees en une composante cyclique, par lissage a l'aide de fonctions trigonometriques et en une composante fluctuante stationnaire. Ces composantes sont simulees separement en tenant compte des contraintes de conservation de la fonction de repartition des quantites annuelles et du respect des correlations naturelles. Les exemples traites montrent que les processus stochastiques conviennent pour la modelisation des series hydrometeorologiques
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Cazenave, Frederic. "Variabilité et structure des précipitations au Sahel, apport des radars météorologiques et des réseaux hertziens commerciaux." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALU032.
Full textAbstract:
En Afrique de l’Ouest, la pluie est un élément essentiel de croissance économique des pays et de leurs populations. Pilotées par un régime de mousson, les précipitations se concentrent de mai à octobre. Suivant leur intensité et leur répartition spatiale et temporelle, elles peuvent engendrer l’essor d’une agriculture pluviale, ou conduire à des pertes alimentaires, économiques et humaines dès lors qu’elles sont à l’origine d’inondations sévères. Dans le contexte du changement climatique actuel et à venir, la région devrait être plus fréquemment touché par des événements extrêmes. Cette thèse contribue à fournir des éléments pour permettre d’accroître la qualité des estimations de précipitation dans une région du monde faiblement instrumentée. Les mesures du radar météorologique du MIT, déployé durant la campagne AMMA 2006-2007 à Niamey, sont traitées suivant deux approches méthodologiques afin d’étendre les estimations quantitatives des précipitations (QPE) au-delà du réseau de pluviographes AMMA-CATCH. La mesure de la pluie est également abordée à l’aide des liens de télécommunication des opérateurs de téléphonie mobile. Pour la première fois, en Afrique de l’Ouest, la méthode est validée sur un lien au nord-est de Ouagadougou par comparaison avec un pluviographe et le radar Xport. Sur l’ensemble des deux mois considérés, 95% du cumul de précipitation ont pu être estimés grâce à cette méthode, avec un nombre faible de fausses alertes, ou de non-détections. A l’échelle de l’événement, les résultats sont sensiblement plus mitigés suivant les événements.Par ailleurs, afin de documenter la microphysique glacée des systèmes convectifs de mésoéchelle (MCS) au Sahel, les mesures polarimétriques du radar Xport ont également servi à la validation de l’algorithme d’identification de particule (HID). Les distributions estimées de particules solides, en termes de graupels et d’agrégats, ont été confrontées aux mesures in situ acquises lors des vols instrumentés réalisés durant la pré-campagne de validation Mégha Tropiques à Niamey en août 2010. Des variables synthétiques obtenues par une modélisation T-matrix à partir des caractéristiques de forme et de densité mesurées par les sondes aéroportées au cours des vols ont conforté ces résultatsIn West Africa, rainfall is an essential element for the economic growth of countries and their populations. Driven by a monsoon regime, rainfall is concentrated from May to October. Depending on their intensity and their spatial and temporal distribution, they can lead to the development of rain-fed agriculture, but also lead to food, economic and human losses when they cause severe flooding. In the context of current and future climate change, the region is expected to be more frequently affected by extreme events. This thesis contributes to provide elements to improve the quality of precipitation estimates in a poorly instrumented region of the world. Measurements from the MIT weather radar, deployed during the AMMA 2006-2007 campaign in Niamey, are treated following two methodological approaches in order to extend quantitative precipitation estimates (QPE) beyond the AMMA-CATCH rain gauge network. Rainfall measurement is also addressed using the telecommunication links of cell phone operators. For the first time in West Africa, the method is validated on a microwave link northeast of Ouagadougou by comparison with a rain gauge and Xport radar. Over the two months under consideration, 95% of the cumulative rainfall was estimated using this method, with a low number of false alarms or non-detections. At the scale of the event, the results are mixed depending on the events.Furthermore, in order to document the icy microphysics of mesoscale convective systems (MCS) in the Sahel, the polarimetric measurements of the Xport radar were also used to validate the particle identification algorithm (HID). The estimated solid particle distributions, in terms of graupels and aggregates, were compared with in situ measurements acquired during instrumented flights performed during the Megha Tropics pre-validation campaign in Niamey in August 2010. Synthetic variables, obtained by a T-matrix modeling from shape and density characteristics measured by the airborne probes during the flights, confirmed these results
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Kacou, Modeste Huberson Ahiba. "Analyse des précipitations en zone sahélienne à partir d'un radar bande X polarimétrique." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2560/.
Full textAbstract:
Les travaux présentés portent sur l'estimation quantitative des précipitations en Afrique de l'Ouest par télédétection active. Il s'agit plus précisément de tester l'apport d'un radar polarimétrique opérant à une fréquence atténuée (10 Ghz, bande X), pour produire des champs de pluie à haute résolution dans une région caractérisée par des précipitations intenses d'origine convective. Le contexte particulier de ces travaux est le programme de validation de la mission satellitaire Megha-Tropiques grâce auquel 2 campagnes de terrain ont permis de déployer un radar polarimétrique bande X au Sahel, au Niger en 2010 puis au Burkina Faso en 2012 et 2013. Un jeu de données radar et pluviographique conséquent, constitué de près de 200 évènements pluvieux a été analysé. Une gamme d'estimateurs radar polarimétriques a été présentée, puis chacun d'eux a été évalué sur la base de comparaisons avec les pluviographes. Une batterie de tests statistiques classiques et l'analyse des distributions fréquentielles d'intensités ont permis de comparer les performances de ces estimateurs. Les performances ont été évaluées sur une gamme d'échelles spatio-temporelles et les problèmes liés à la représentativité spatiale des pluviographes ont été analysés. Au-delà de l'évaluation "ponctuelle" des estimateurs, basée sur des comparaisons directes entre un pluviographe et un pixel radar, on a développé des méthodes originales pour comparer entre eux les champs haute résolution issus du radar et de l'interpolation des pluviographes. En s'inspirant de méthodes héritées de l'évaluation de modèles numériques les structures des champs ont été comparées en autorisant une tolérance spatiale. Ceci permet d'avoir une évaluation pertinente des champs pour des utilisations subséquentes en hydrologie ou pour la validation satellitaire. Ce travail a confirmé et étendu à la zone sahélienne certains des résultats précédents sur les performances de différents estimateurs radar en Afrique de l'Ouest ; il met en avant les très bonnes performances de l'estimation s'appuyant sur le saut de phase différentiel (KDP), et dans une moindre mesure l'estimateur basé sur l'atténuation spécifique (AH). Cette thèse confirme l'intérêt du radar bande X polarimétrique pour l'estimation quantitative des précipitations et l'analyse des systèmes précipitants en zone tropicale. Ce type de radar relativement compact et peu couteux pourrait être appliqué à la surveillance des risques hydrométéorologiques dans les zones urbaines ou le suivi de bassins particuliers (zone équipée de barrage ou haut de bassin montagneux par exemple)This PhD work is on Quantitative Precipitation Estimation (QPE) based on Active Remote-Sensing in Africa. As part of the Megha-Tropiques Satellite Ground Validation (MTGV) field campaigns a X-band dual-polarization Doppler radar was deployed in Sahel, West-Africa : during 2010 in Niamey, Niger and during 2012-2013, in Ouagadougou, Burkina Faso. Altogether 200 convective systems were observed jointly by the radar and by a network of rain gauges. Based on this data set, a comparative study of several rainfall estimators that use X-band polarimetric radar data is presented. In tropical convective systems as encountered in Sahel, microwave attenuation by rain is significant and QPE at X-band is a challenge. Here, four algorithms based on the combined use of reflectivity, differential reflectivity and differential phase shift are evaluated against rain gauges. The comparisons are carried out for a range of space-time scales. Several comparison methods are proposed. Classical statistical scores are used to evaluate the rainfall time series derived from the radar by comparison with the rain gauges. The spatial structure of the fields and the frequency distributions of the rain rates are also compared. These are important parameters to consider when the rain-fields are to be used for hydrological applications or for satellite validation. The results show that the best performances are for the estimator based on the differential phase shift (KDP); another acceptable solution is the estimation based on the specific attenuation (AH). The overall agreement between the radar derived rainfields and the gauges is high. This PhD work confirms that X-band polarimetric radar is a (relatively) cost effective and quality option for monitoring hydro-meteorological risks in the Tropics
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Norrant, Caroline. "Tendances pluviométriques indicatrices d'un changement climatique dans le bassin méditerranéen de 1950 à 2000 : Etude diagnostique." Aix-Marseille 1, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX10063.
Full textAbstract:
Nous avons recherché des tendances significatives des totaux de pluie régionaux mensuels et saisonniers du Bassin méditerranéen et de divers indices pluviométriques représentatifs d'un changement climatique, parmi lesquels nous avons retenu les totaux, le nombre de jours et les moyennes quotidiennes des pluies =0,1mm et =10mm ainsi que les totaux de pluie =95ème centile. Puis nous avons tenté d'établir les relations entre les totaux et ces indices afin de comprendre comment ils influencent leur modification, et de procéder à un diagnostic des relations entre les tendances significatives des précipitations mensuelles du Bassin méditerranéen entre 1950 et 2000 et la circulation atmosphérique au niveau du géopotentiel 500hPa à l'échelle atlantico-européenne en termes de types de circulations atmosphériques, et de téléconnexions à une échelle hémisphérique. Les précipitations diminuent significativement dans le golfe de Gênes en décembre, en Grèce en janvier, hiver et saison pluvieuse, au Moyen-Orient en hiver et en région atlantique en mars, et augmentent significativement dans le golfe de Gênes en avril, en relation étroite avec l'évolution du nombre de jours de pluie =10mm. En Espagne méditerranéenne en octobre les totaux diminuent significativement en lien avec la moyenne quotidienne des pluies =0,1mm. Les diminutions significatives des pluies sont principalement en lien avec des configurations atlantiques et méditerranéennes, même si des téléconnexions avec des modes pacifiques apparaissent, peut-être associées à l'Oscillation Arctique qui est le mode annulaire dominant de la variabilité de la circulation à basse fréquence de l'hémisphère nord. Dans la majorité des séries ayant une tendance significative nous trouvons une rupture vers 1975, les demi-séries de part et d'autre étant significativement différentes. Cette rupture, trouvée aussi dans l'évolution des températures, indique une modification de la circulation atmosphérique sur l'Atlantique.
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Poinsotte, Patrice. "Pluie, crue et inondation maximale probable en Versilia (Toscane, Alpes Apuane) : une nouvelle méthode d'évaluation des aléas pluvio-hydrologiques extrêmes." Dijon, 2004. http://www.theses.fr/2004DIJOL009.
Full textAbstract:
Depuis quelques années, de nouvelles approches synthétiques se sont développées dans les sciences de l'eau, car la demande de protection de l'opinion publique autour de la problématique inondation est de plus en plus forte. Ces considérations nécessitent donc une amélioration de la prévention des aléas d'inondation en améliorant les méthodes d'analyse. C'est pour répondre à cette problématique que ce travail a cherché à développer une méthode basée sur la détermination de la pluie et de la crue maximale probable (PMP et CMP). L'objectif est de construire une méthodologie standard pour l'établissement des cartes d'aléas d'inondations. Cette étude nous a ainsi permis de décrire les fondements et le mode d'emploi de la méthode dont les conclusions s'articulent en quatre niveaux d'échelle, de l'échelle régionale à celle du cours d'eauThe prospect of this work is building a new methodology for flood management and damage mitigation with accepted standards, especially on risk map implementation. The objectives are to implement into models and tools a new synthetic approach based on the local-storm Probable Maximum Precipitation (PMP) and Probable Maximum Flood (PMF). These concepts are devoted to hazard mitigation and thermodynamic improvement in the Apuane Alps. Research is done in the field of regionalisation in hydrology, in the field of extreme rainfalls and discharges evaluations. First results have been obtain and are conform to the Mediterranean meteorology. The quantification and localization of maximum hazard, at watershed scale, gives a good estimation of the objectives of protection against floods. Thus, the methodology gives effective answers to help decision-makers and engineers to develop solutions in order to resolve specific problems in flood risk prevention
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Charron, Aurélie. "Caractérisation des retombées atmosphériques acides en zones rurales : étude des relations sources-récepteur et des moyens de mesure adaptés." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMP1244.
Full textAbstract:
Les travaux présentés portent sur les retombées acides en zone rurale. Ils s'inscrivent dans le cadre du programme français de MEsure des Retombées Atmosphériques (MERA). Deux axes de recherche ont été abordés : l'étude de systèmes d'échantillonnage du SO2 et du S042 particulaire, l'analyse des relations sources-récepteur. L'étude comparative de quatre systèmes d'échantillonnage du SO2et du S042 particulaire, un système da prélèvement par barbotage (AbSO2), deux systèmes denuder/filter pack, un filter pack, a comporté I ‘évaluation de leurs limites de détection, efficacités de piégeage du SO2 et la réalisation d'une campagne d'inter comparaison. Un assez- bon accord a été trouvé entre les deux svstèmes denuder/filter pack. L'AbS02, actuellement utilisé dans le réseau NIERA, présente une limite de détection élevée et sous-estime les concentrations de S02 et de S042 particulaire. Les relations sources-récepteur pour les composés acidifiants ont été examinées en zone rurale pour le site du Morvan. Trois modèles récepteur-orientés, les modèles de Ashbaugh et al. , de Seibert et al et de Stol, ont éte comparés à travers leur application aux ions S042, N03-, NH4' mesurés dans les pluies. Ils ont produit des cartes de sources modélisées similaires. Le modèle développé par Seibert et al. A été retenu et appliqué aux ions H des précipitations, au S02 et au S042 particulaire. Le rôle du transport atmosphérique à longues distances a été mis en évidence. Des zones fortement émettrices (frontière entre la Pologne, la République Tchèque et l'Allemagne et zone allant du Nord de la France au nord de l'Allemagne) ont été identifiées comme responsables des événements pollués. Des relations sources-récepteur quantitatives ont été établies. L'application du modèle aux données des saisons - chaudes » (mars-août) et froides » (septembre-février) séparément a permis de révéler les rôles déterminants de la chimie atmosphérique et de la météorologie sur les relations sources-récepteurWorks presented in this thesis deal with acid deposition in rural areas and are a part of the MERA (MEsure des Retombées Atmospheriques) program. Two aims have been developed, study of samplers for S02 and particulate S042 and source-receptor relationship analyses. A field intercomparison has been conducted including four S02 and particulate S042- samplers: a bubbling method (AbSO2), two denuder/filter pack systems, a filter pack. Their detection limits and absorption efficiency for SO 2 have also been evaluated. Good agreement within 10 % was found between the two denuder/ filter pack systems. The AbSO2 have underestimated S02 and particulate S042- in comparison with the other methods. Source-receptor relationship influencing acidifying compounds have been studied at a rural site, Morvan. Three receptor-oriented models, the Ashbaugh et al. One, the Seibert et al. One and the Stohl one, have been compared through S042 N03-, NH4' ions measured in raie. Each has been revealed as efficient tool. The Seibert et al. Model was selected and applied to W ions measured in precipitation, SO2 and particulate S042-. The influence of the long range transport in atmosphere has been shown. Areas of high anthropogenic emissions (Polish-Czech-. German border area and the region from north of France to north of Germany) have been identified responsible for high concentration events. Quantitative relationship have been established. Database have been studied for the « warm » (March to August) and « cold » (September to February) seasons separatly. Atrnospheric chemistry and meteorology have been revealed influencing source-receptor relationship
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Brenot, Hugues. "Potentiel de la mesure GPS sol pour l'étude des pluies intenses méditerranéennes." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012085.
Full textAbstract:
La zone Cévennes-Vivarais et son extension jusque la Méditerranée a été choisie par l'OHM-CV (Observatoire Hydrométéorologique-Méditerranéen des Cévennes-Vivarais) pour la fréquence et la représentativité des événements de pluies intenses qu'elle subit. Depuis 2002, des campagnes automnales de mesures GPS y sont menées dans le but d'améliorer notre connaissance du champ de vapeur d'eau troposphérique associé aux événements de pluie intense. Les observations GPS météorologiques sont les ZTD (délais troposphériques au zénith) et les gradients de délais. Exprimé par une composante Est-Ouest (Gew) et une composante Nord-Sud (Gns), le gradient de délai traduit l'anisotropie du champ de vapeur d'eau à proximité du site GPS.Pour le traitement des observations GPS des réseaux permanents et temporaires de la région de l'OHM-CV, une configuration optimale a été recherchée à partir de différents tests de sensibilité. Une précision de 5 mm sur les ZTD peut être obtenue avec cette stratégie d'analyse pour le réseau régional GPS de la région de l'OHM-CV ; Gew est précis à 6 mm près, alors que Gns apparaît moins précis (à 12 mm près) du fait de l'absence de satellite survolant le pôle Nord.Afin de préparer l'assimilation des observations GPS par les systèmes d'assimilation de données à méso-échelle de Météo-France (modèle de Météo-France AROME), des simulateurs d'observations GPS (ZTD, STD et gradients) ont été implémentés dans le modèle non-hydrostatique à haute résolution Méso-NH. Le laboratoire numérique que constitue le modèle Méso-NH a été un moyen efficace de quantifier la sensibilité des simulations de délais à différentes formulations de la réfractivité atmosphérique.
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Hammouda, Ali. "Connaissance et modélisation des précipitations pour l'hydrologie urbaine à travers l'exemple de l'agglomération nancéienne." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10111.
Full textAbstract:
La premiere partie de cette etude est consacree a la caracterisation de la pluviometrie locale en milieu urbain. Nous avons propose une methodologie, basee sur une definition de l'averse qui prend en compte le developpement spatiale de la pluie, pour caracteriser l'intensite moyenne maximale et effectue une classification, des evenements pluvieux enregistres sur l'agglomeration nanceienne, en fonction des caracteristiques pluviomeriques les plus significatives vis-a-vis des objectifs poursuivis par les gestionnaires des reseaux d'assainissement. La deuxieme partie est consacree au passage de la pluie ponctuelle a la lame d'eau moyenne. L'interpolation des champs des precipitations est realisee a partir de deux approches : la premiere probabiliste (le krigeage) et la seconde deterministe (recherche d'epicentre). A chaque fois nous avons determine les limites d'appliclations de ces methodes en milieu urbain et les erreurs d'estimation associees a leur utilisation pour le calcul de la lame d'eau. Enfin, la troisieme partie est consacree a une etude de faisabilite de l'utilisation du radar meteorologique de nancy associe au reseau de pluviographe de l'agglomeration. Apres correction et calibration des images radar, une comparaison radar-pluviographes est effectuee. L'accent est mis sur la coherence entre la structure spatiale des precipitations observee par le radar et celle determiner par les pluviographes. Un outil de visualisation et d'animation des images radar est elaboreThne first part of this study is devoted to charcterization of local pluviometry in urban area. We have suggested a methodology based on a definition of the shower which takes into account the spatial development of rain to characterize the maximal average intensity, and we have carried out a classification of the rainy events registered on nancy urban area according to the most significant pluviometric characteristics in relation to the objectives which are pursued. The second part is devoted to the passage of punctual rain to the average aerial rainfall. The interpolation of rainfall fields is carried aout from two different approaches : the kriging, and the research of epicentre. We have determined each time the limits of application and the errors of reckoning of these interpolation techniques when used for the calculation of rainfall fields. The third part is devoted to a study of the potential use of radar rainfall measurment of nancy associated to the network of rain gauges in the urban area. A comparison between the data of the radar an the rain gauges is made. The amphasis is laid on the coherence between the spatial structure of rainfall which is observed by the radar and the one which is given by rain gauges. A tool of visualization of radar pictures is elaborated
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Ducrocq, Véronique. "Etude de l'énergétique de bandes précipitantes simulées à l'aide du modèle PERIDOT." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30205.
Full textAbstract:
Les precipitations et nuages des perturbations des latitudes moyennes sont frequemment organises en bandes de meso-echelle. Les mecanismes de formation et d'entretien de ces bandes sont encore inconnus dans de nombreux cas. L'objectif de la these a ete d'avancer dans la comprehension des bandes de meso-echelle a l'aide de simulations du modele numerique hydrostatique peridot. Pour repondre a cet objectif, une methode d'etude des structures en bande a ete developpee: des diagnostics ont ete concus pour etudier l'energetique des circulations a l'echelle de la structure en bande. Ces diagnostics ont ete testes et valides sur un cas pour lequel le comportement energetique des circulations simulees etait connu: ils ont ete valides en les appliquant a des circulations d'instabilite symetrique. Les simulations de cas idealises d'instabilite symetrique nous ont permis egalement d'etudier l'evolution non-lineaire des circulations. Les diagnostics energetiques ont ete appliques a deux phenomenes reels tres differents l'un de l'autre: un cas de large bande de front froid et un cas de ligne de grains. Dans le cas de la large bande de front froid, l'application des diagnostics energetiques n'a pas permis d'identifier un mecanisme precis de formation de la bande. La raison principale est l'absence de connaissance du comportement theorique de l'energetique des circulations resultant de l'interaction entre l'instabilite symetrique et le forcage frontogenetique. Sur le cas de la ligne de grains, l'application des diagnostics energetiques a constitue un apport: le courant de densite a ete identifie comme l'element moteur. Au cours de l'etude de ces deux cas reels, les elements necessaires a l'obtention de simulations de qualite des phenomenes ont ete mis en evidence
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Neppel, Luc. "Le risque pluvial en région Languedoc-Roussillon : caractérisation de l'aléa climatique." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20144.
Full textAbstract:
Il est admis en france que le risque pluvial resulte d'un alea d'ordre climatique et de la vulnerabilite des bassins versants. Les objectifs de ce travail sont d'une part de presenter une nouvelle approche pour estimer l'alea pluvieux en y integrant un aspect spatial et d'autre part de determiner les variables descriptives des episodes pluvieux extremes et leur loi de distribution, prealablement a l'elaboration d'un generateur stochastique de pluies extremes. Cette etude s'appuie sur un echantillon de 93 episodes pluvieux d'une duree maximale de 48 heures, ayant affectes la region languedoc-roussillon. Leur selection repose sur l'exploitation de l'information pluviometrique stockee dans la banque de donnees pluviometriques de meteo-france, sur la periode d'observation 1958-1993. Le chapitre b apres une presentation de la region et du reseau de pluviometre, traite de la selection et de la description de l'echantillon d'episodes. Le reseau etant evolutif dans le temps et dans l'espace, la potentialite du reseau a observer des surfaces de pluie de dimension variable est etudiee, en fonction de la periode d'observation. Par simulation la probabilite moyenne empirique d'observer une surface de pluie en fonction de son aire est estimee. L'etude des aires des surfaces de pluie, definies a differents seuils de pluviometrie et leur frequence regionale fait l'objet du chapitre c. L'influence de l'information pluviometrique, discontinue dans l'espace, sur les estimations des frequences des aires de surfaces de pluie y est analyse, ainsi que l'evolution des surfaces de pluie en fonction du seuil de pluviometrie, pour chaque episode. Enfin, le dernier chapitre est consacre a l'analyse de la distribution spatiale de l'occurence de pluie sur la region pour differents seuils de pluie. Une estimation de la distribution spatiale des points permettant la localisation des episodes sur la region y est egalement abordee.
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Gaudart, Jean. "Analyse spatio-temporelle et modélisation des épidémies : application au paludisme à P. falciparum." Aix-Marseille 2, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX20692.
Full textAbstract:
Introduction : l'étude de la distribution spatiotemporelle du paludisme permet l'élaboration de carte de risque. A l'instar de Ross, nous proposons une approche statistique et une modélisation déterministe. Analyse spatiale et spatiotemporelle : parmi les méthodes décrivant l'hétérogénéité spatiale, nous développons une méthode par arbre de régression oblique (SpODT) découpant la région en zones de risques différents. Cinq méthodes générales de détection de clusters sont comparées et appliquées à la description du risque à Bancoumana, Mali. La recherche de clusters spatiotemporels met en évidence les variations saisonnières et spatiales du risque palustre. Modélisation déterministe : nous proposons un modèle adapté à Bancoumana tenant compte de la pluviométrie simulée par 4 méthodes (distribution empirique, chaîne de Markov cachées, nonlinéaire, nonparamétrique). Un modèle de réaction-diffusion modélise la progression des anophèles à partir de leurs gîtes et l'évolution spatiotemporelle du risque.
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Da, Silva Rocha Paz Igor. "Quantification de l'hétérogénéité des précipitations et mesure radar bande-X pour améliorer les prévisions des inondations." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1025/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse était d'apporter une approche géophysique non linéaire à l'hydrologie urbaine. Elle a visé l'étude de la mise à l'échelle et de l'intermittence de la non-linéarité des précipitations, la réalisation d'une méthode de prévision stochastique à très court terme ("nowcast"), ainsi que son application aux processus hydrologiques dans les environnements (semi-) urbains. La partie modélisation hydrologique globale concerne la vallée de la Bièvre, zone semi-urbanisée de 110 km2 dans le sud-ouest de la région parisienne. Par conséquent, trois études différentes ont été réalisées dans cette zone à l'aide de deux modèles hydrologiques : le modèle conceptuel semi-distribué InfoWorks CS appliqué sur tout le bassin versant de Bièvre ; et le modèle physique complètement distribué Multi-Hydro, développé à l'École des Ponts ParisTech, appliqué sur deux sous-bassins versants de la Bièvre. Les principaux objectifs étaient de mieux comprendre les impacts de la variabilité spatio-temporelle des données pluviométriques en utilisant deux produits (les données radar bande-C de Météo-France avec une résolution de 1 km x 1 km x 5 min, et les données radar DPSRI band-X de l'ENPC à une résolution de 250 m x 250 m x 3.41 min) comme entrées pour les modèles, et d'identifier les capacités de chaque modèle pour traiter des données à une meilleur résolution, telles que la bande-X. Ensuite, les résultats obtenus démontrent que la fiabilité des simulations hydrologiques dépend intrinsèquement des caractéristiques des données pluviométriques. De plus, les données du radar bande-X pourraient mesurer des pics de précipitations plus élevés et le modèle complètement distribué était plus sensible à une meilleure résolution des données pluviométriques. Par la suite, des données de pluie provenant des radars météorologiques situés à des endroits complètement différents (Brésil, France, Japon) ont été analysées et comparées statistiquement afin d'améliorer la compréhension générale du comportement scalant des précipitations. De plus, le théorème d'intersection a été appliqué pour mettre en évidence les impacts de la variabilité spatiale d'un réseau virtuel de pluviomètres, qui a été généré en considérant l'emplacement des centres de masse de chaque sous-bassin versant de la vallée de la Bièvre. Ainsi, il a été possible d'identifier que la fractalité du réseau virtuel a conduit à une perte d'information importante des champs de pluie, biaisant leurs statistiques. Cela indique que le processus commun (largement retrouvé dans la littérature) de calibration des données radar à l'aide de pluviomètres devrait correctement prendre en compte cette fractalité. Enfin, une nouvelle approche de prévision stochastique immédiate a été proposée, à l'aide du modèle des multifractals universels (UM) en cascades continues. Cette méthode a été appliquée aux données des radars pluviométriques de la région amazonienne brésilienne et de Paris. Bien qu'il soit encore en développement et nécessite quelques améliorations, les premiers résultats obtenus avec ce modèle de prévision présenté ici sont vraiment encourageants et corroborent une fois de plus le besoin de données à haute résolution spatio-temporelle pour faire face aux crues soudainesThe focus of this thesis was to bring a nonlinear geophysical approach to urban hydrology. It aimed the study of rainfall non-linearity scaling and intermittency, achieving a stochastic very short-range forecast (nowcast) method, as well as its application to hydrological processes in (semi-) urban environments. The overall hydrological modelling part concerned the Bièvre Valley, which is a 110 km2 semi-urbanized area in the southwest of Paris region. Therefore, three different studies were performed within this area using two hydrological models: the conceptually-based semi-distributed model InfoWorks CS over the total Bièvre catchment, and the physically-based fully-distributed model developed at École des Ponts ParisTech called Multi-Hydro over two sub-catchments. The main goals were to better understand the impacts of spatio-temporal variability of rainfall data by using two products (the Météo-France C-band radar data with a resolution of 1 km x 1 km x 5 min; and the ENPC DPSRI X-band radar data at a 250 m x 250 m x 3.41 min resolution) as input to the models, and to identify the capacities of each model to deal with better resolution data, such as the X-band one. Then, the obtained results demonstrate that the reliability of the hydrological simulations are intrinsically dependent on rainfall data features. Moreover, the X-band radar data could measure higher peaks of rainfall rates and the fully-distributed model was more sensitive to better resolution rainfall data. Afterwards, different weather rainfall radar data from completely different sites (Brazil, France, Japan) were statistically analysed and compared in order to improve the general comprehension of rainfall scaling behaviour. In addition, the Intersection Theorem was applied to highlight the impacts of spatial variability of a virtual rain gauge network. The latter was generated by considering the location of each Bièvre Valley sub-catchment mass centre. Thus, it was possible to identify that the fractality of the virtual network led to an important information loss of the rainfall fields, biasing their statistics. This indicates that the common process (largely found in literature) of radar data calibration using rain gauges should be properly take into account this fractality. Finally, a new stochastic nowcast approach was proposed, using the continuous in scale cascade Universal Multifractals (UM) model. This method was applied to weather rainfall radar data from the Brazilian Amazon region and Paris. Although it is still under development and needs some improvements, the first results obtained with this forecast model presented here in this thesis are really encouraging and once more corroborate to the need of high spatio-temporal resolution data to cope flash floods
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Guilloteau, Clément. "Approche physico-statistique de la désagrégation des précipitations satellite dans les Tropiques." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30216/document.
Full textAbstract:
Les précipitations sont un phénomène dont la variabilité s'étend sur une très large gamme d'échelles : de l'échelle millimétrique de la goutte d'eau (échelle microphysique) à l'échelle des circulations atmosphériques globales (échelle synoptique). Il n'existe pas de système unique capable de fournir des observations des précipitations couvrant toutes ces échelles. Les observations satellite sont celles qui actuellement résolvent le plus efficacement les grandes échelles spatiales et temporelles : de la méso-échelle à l'échelle synoptique. Dans cette thèse, nous explorons en zone tropicale les capacités des satellites à résoudre les échelles spatiales de l'ordre de 100km, jusqu'aux échelles kilométriques ; et les échelles temporelles comprises entre 24 heures et 15 minutes (afin de résoudre le cycle diurne). L'approche retenue est physico-statistique. Si les grandes échelles peuvent être résolues par des approches déterministes combinant les mesures de multiples instruments spatiaux, plusieurs facteurs limitent la pertinence des approches déterministes à fine échelle : - Les limites instrumentales en terme de résolution spatiale. - Le nombre d'instruments en orbite qui limite la fréquence d'échantillonnage des mesures. - La nature dynamique de la variabilité fine échelle. En particulier, aux fines échelles, c'est la difficulté à parfaitement localiser les structures précipitantes qui entraine les erreurs d'estimation les plus importantes. L'approche physico-statistique est ici synonyme de déterministe (pour les grandes échelles) et probabiliste (pour les fines échelles). Le premier objectif de cette thèse est de déterminer précisément la limite des échelles qui peuvent être résolues de façon déterministe. L'approche physico-statistique de l'estimation des intensités de précipitation est implémentée dans cette thèse à partir d'une méthode multicapteur déterministe pré-existante : l'algorithme TAPEER, développé dans le cadre de la mission Megha-Tropiques, qui fournit une estimation du cumul pluviométrique journalier à une résolution de 1°. C'est la génération d'ensembles désagrégés par une méthode stochastique multi-échelle qui a été retenue ici. Les ensembles sont contraints par une information fine échelle : un masque de détection des aires précipitantes dérivé des images infrarouge metosat-SG à une résolution de 3km (et avec une image toutes les 15 minutes). La génération d'ensemble permet de caractériser l'incertitude sur l'estimation à travers la dispersion des réalisations de l'ensemble. Chaque réalisation de l'ensemble est générée de façon à reproduire le plus fidèlement possible les propriétés statistiques (distribution de fréquence des intensités, autocorrélation spatiale et temporelle) des véritables champs de précipitation. Ces champs et cette technique ont un apport pour les applications hydrologiques, par exemple pour améliorer le ruissellement lié aux précipitations intenses dans les modèles. Considérer plusieurs réalisations permet de plus d'étudier la propagation des incertitudes à travers un modèleRainfall variability involves a wide range of scales: from the millimeter-scale associated with microphysics to the synoptic scale of the global atmospheric circulation. No existing observation system is able to cover all these scales by itself. Satellite-based observation systems are currently the most efficient systems to resolve the large spatial and temporal scales: from mesoscale meteorology to the synoptic scale. This thesis is dedicated to the exploration of satellites ability to resolve spatial scales from 100km to 2km and temporal scales from 24h to 15 min (in order to resolve the diurnal cycle). The chosen approach is both physical and statistical (or deterministic and probabilistic). The idea is that the deterministic approach can resolve the large scales, but several factors limit its relevance when dealing with fine scales: -The limited resolution of the instruments. -The number of orbiting instruments that limits temporal sampling. -The dynamic nature of fine scale variability. At fines scales, most of the errors in rainfall estimation from satellite comes from not perfectly localizing the precipitating cells. The first objective of this thesis is to identify precisely the lowest limit in scale where the deterministic approach is appropriate. The implementation of the physical-statistical approach relies on an existing multisensor estimate of daily precipitation at a 1° resolution: the TAPEER algorithm developed as part of the Megha-Tropiques mission. The chosen method is a hybrid physical disaggregation and stochastic downscaling via a multiscale representation. The result is an ensemble of high-resolution probable realizations of the rain intensity field. The ensemble is constrained by a high resolution rain detection mask derived from meteosat-SG infrared images at 3km resolution (one image every 15 minutes). The uncertainty associated with the final estimation is handled through the ensemble dispersion. Every realization is generated so that its statistical properties (frequency distribution of the intensities, autocorrelation function) mimic those of the true rain field. The generated fields and the proposed technique contribute to hydrological applications for instance by improving the runoff associated to high precipitation rates in models. Using several realizations is a way to study uncertainty propagation through a model
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Cantet, Philippe. "Impacts du changement climatique sur les pluies extrêmes par l'utilisation d'un générateur stochastique de pluies." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20232.
Full textAbstract:
Des récentes études ont montré la difficulté de détecter des tendances des phénomènes extrêmes de précipitation. C'est pourquoi, dans cette thèse, nous proposons une étude originale de l'impact du changement climatique sur les pluies extrêmes par l'utilisation d'un générateur stochastique de pluies horaires. La détection de l'évolution climatique est faite à travers la paramétrisation de ce générateur. Contrairement aux méthodes classiques, les paramètres du modèle sont directement liés à des caractéristiques climatiques moyennes et non aux valeurs extrêmes. Au préalable, une consolidation de la modélisation des phénomènes conditionnant le comportement à l'infini du générateur est réalisée. Sur la base de la modélisation par copules, la dépendance entre les variables du générateur est modélisée et conduit à une meilleure prise en compte du phénomène de persistance des averses générant des cumuls de pluies extrêmes. Ensuite une étude montre que le générateur a un comportement robuste vis à vis des données disponibles tout en proposant des quantiles de pluies extrêmes de bonne qualité. Une analyse par simulation a permis de choisir un test de tendance adapté et de montrer que la modélisation du phénomène étudié a une grande importance dans la pertinence du rejet de la stationnarité des paramètres. Une méthode est créée pour définir la significativité des tendances des paramètres au sein d'une zone climatiquement homogène à partir de la construction de chroniques ''régionalisées''. À partir de longues séries journalières issues de 139 postes pluviométriques de la métropole française, nous étudions l'évolution des paramètres du générateur de pluies sur la période 1960-2003. L'approche régionale est alors préférable à l'approche locale pour tenir compte d'un changement global et être moins soumis à l'échantillonnage. Les résultats montrent qu'un changement dans les caractéristiques moyennes provoque un plus grand impact sur les extrêmes. Les tendances observées ont lieu principalement en hiver avec une recrudescence d'événements pluvieux dans la plupart des régions. La prise en compte du changement climatique dans l'estimation de quantiles de pluies n'apporte pas de gros changements dans le présent par rapport à une estimation sous hypothèse de stationnarité du climat. Les pluies extrêmes semblent tout de même être de plus en plus fréquentes sur l'ensemble de la France hormis le pourtour méditerranéen. Nous proposons ensuite une application en couplant les prévisions des modèles climatiques et le générateur de pluies. D'après les résultats, il semble, entre autres, que le Nord de la Lorraine et l'Est des Cévennes seront soumis à une hausse conséquente du risque pluvial au cours du 21ème siècleRecent studies showed difficulties to detect the trends on rainfall extreme phenomenon. That is why; an original approach is proposed to estimate the impacts of climate change on extreme rainfall by using an hourly rainfall stochastic generator. Climate evolution is detected from the generator parameterisation. Compared to usual methods, the generator parameters are estimated by average, and not by extreme, values of daily climatic characteristics. At the beginning, we focus on the modelisation of phenomena which influence the asymptotic behaviour of the generator. Based on the copula theory, the dependence between some generator variables is modelised and lead to a better regeneration of the extreme precipitation depth. Then a study shows the generator has a robust behaviour according to available data while it proposes a good estimation of rainfall quantiles. Simulations permit us to choose an adapted trend test and to show the modelisation of the studied phenomenon is of great importance in the relevance of the parameter stationarity rejection. A method is created to test a regional trend in a homogenous climatic zone from the construction of “regionalized” chronicles. From the daily information of 139 rain gauge stations, the stationarity of generator parameters was studied in metropolitan France between 1960-2003. Tests were performed from a local approach and from a regional one. A regional approach seems better to take into account a real change and to reduce the sampling problem. Changes observed on average rainfall characteristics are amplified when working with extreme events. The observed trends occur mainly between December and May when the rainfall occurrence increased during the four last decades in the most zones. Up to now, the taking into account of climate change does not lead to a big change in the quantiles estimation, when compared to their estimation under a hypothesis of stationary climate. However extreme rainfalls seem to be more frequent on the whole French territory except in the Mediterranean area. Besides, we propose an application by combining the climate model predictions and the rainfall generator. According to these results, it seems, for example, the heavy precipitation will increase in the Lorraine northern and in the Cevennes eastern during the 21st century
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Lascaux, Franck. "Simulations numériques d'épisodes de précipitations intenses documentés lors de la campagne de mesures MAP (mesoscale alpine programme)." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30228.
Full textAbstract:
Des épisodes de précipitations intenses se produisent fréquemment sur les Alpes durant la saison automnale, occasionnant régulièrement de nombreux dégâts matériels et humains. L'amélioration de leur prévision est un enjeu majeur de la météorologie opérationnelle actuelle. En 1999, le programme MAP (Mesoscale Alpine Programme) a été mis en place afin de recueillir une base de données importante décrivant plusieurs de ces épisodes. Certains de ces épisodes ont été simulés à l'aide du modèle non-hydrostatique Meso-NH. L'attention est d'abord portée sur la sensibilité de la prévision d'un épisode fortement convectif au schéma microphysique utilisé, ainsi qu'aux conditions initiales. Ensuite l'étude est élargie à deux autres évènements et il est mis en évidence des comportements microphysiques différents en fonction des caractéristiques du flux incidentHeavy rainfalls frequently occur on the southern side of the Alps, resulting in casualties and millions of US dollars worth of damage. Improving the understanding and forecasting of these events is one of the central objectives of current operational meteorology. In 1999, the Mesoscale Alpine Programme (MAP) provided detailed documentation on several major rain events. In this study, some of these events are simulated using the French non-hydrostatic model, Meso-NH. We first focus on the sensitivity of the forecasting of a strong convective event to the microphysical scheme used in the model, and to the initial conditions. The study is then broadened to two other MAP events. It appears clearly that different flow regimes generate different microphysical behaviour of the clouds
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Tridon, Frédéric. "Mesure des précipitations à l'aide d'un radar en bande X non-cohérent à haute résolution et d'un radar en bande K à visée verticale. Application à l'étude de la variabilité des précipitations lors de la campagne COPS." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00777843.
Full textAbstract:
L'estimation quantitative des précipitations à l'échelle locale est une nécessité sociétale, à cause de l'augmentation des dégâts provoqués par des inondations exacerbées par l'urbanisation croissante. Or, des estimations locales sont particulièrement difficiles à réaliser à cause de la forte variabilité des précipitations. De plus, ce genre d'estimation est sollicité par de petits organismes tels qu'une commune, pour lesquels il n'est pas envisageable d'utiliser des instruments à la pointe de la recherche technologique à cause de leur coût prohibitif. Ainsi, il est nécessaire de développer des méthodes d'estimation quantitative des précipitations applicables à un dispositif expérimental de prix abordable. Dans ce but, un dispositif expérimental innovant est utilisé dans cette thèse. Il est constitué d'instruments de mesure directe, au sol, tels que des pluviomètres et des disdromètres, et d'un prototype de radar à balayage horizontal basé sur un radar nautique commercial, associé à un MRR (Micro Rain Radar) à visée verticale qui fournissent une estimation en altitude de la pluie, respectivement sur une surface donnée et le long d'un profil vertical. Le radar à balayage horizontal est un radar en bande X, c'est-à-dire qu'il fonctionne à une longueur d'onde lui procurant une très haute résolution radiale, mais qui est très atténuée par les précipitations. Le MRR permet d'obtenir une description précise de la microphysique des précipitations et sert de relais entre les mesures au sol et les mesures en altitude du radar en bande X. Ces deux radars étant novateurs, une grande partie de cette thèse consiste à valider leurs mesures : étalonnage, filtrage d'échos aberrants, correction de l'atténuation, etc. Une fois les mesures rendues exploitables, cette thèse se focalise sur l'étude de la variabilité des précipitations afin de proposer et développer différentes méthodes de classification, selon leur type ou leur variations locales, et de vérifier leur potentiel pour l'amélioration de l'estimation des précipitations. Les résultats montrent que cet objectif ne peut être atteint que si la qualité des mesures des radars est encore améliorée : moins d'échos parasites pour le radar en bande X et prise en compte du vent vertical pour le MRR.
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Dezetter, Alain. "Modélisation globale de la relation pluie débit : application en zone de savanes soudanaises (Nord-Ouest de la Côte-d'Ivoire)." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20173.
Full textAbstract:
Trois modeles globaux de relation pluie debit (creg, gr3 et modglo) sont utilises en zone de savanes soudanaises dans le nord-ouest de la cote d'ivoire, dans un but de prevision des apports decadaires et de gestion des ressources en eau. Apres la selection d'un critere numerique de calage et la mise au point d'un module d'evaluation comparative des hydrogrammes, les trois modeles sont cales pour 91 stations-annees reparties en 20 bassins versants de 120 a 4700 km#2. L'analyse de ces calages conduit a la mise au point d'equations de predetermination des parametres incluant des parametres d'occupation du sol (% de cultures). Ces equations, une fois testees et validees, permettent d'envisager l'utilisation de ces modeles pour des bassins versants non jauges afin de fournir des hydrogrammes decadaires de precision acceptable pour des amenageurs et des gestionnaires de projets a vocation agricole
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Gaussiat, Nicolas. "Mesure du contenu en eau et en glace des nuages en phase mixte par radars multifréquences." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30216.
Full text
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Diop, Cheikh Abdoulahat. "La structure multimodale de la distribution de probabilité de la réflectivité radar des précipitations." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/3089/.
Full textAbstract:
Un ensemble de données radar collectées sur divers sites du réseau américain de radars bande S, Nexrad (Next Generation Weather Radar), est utilisé pour analyser la fonction de distribution de probabilité (fdp) du facteur de réflectivité radar (Z) des précipitations, soit P(Z). Nous avons étudié et comparé divers types de systèmes précipitants : 1) orages grêlifères sur le site continental de Little Rock (Arkansas), 2) convection péninsulaire et côtière à Miami (Floride), 3) convection côtière et transition terre/mer à Brownsville (Texas) , 4) convection maritime tropicale à Hawaii, 5) convection maritime des latitudes moyennes à Eureka (Californie), 6) neige associée aux systèmes frontaux continentaux d'hiver à New York City (New York) et 7) neige à Middleton Island (Alaska), une zone maritime des hautes latitudes. On montre que chaque type de système précipitant a une signature spécifique au niveau de la forme de P(Z). La distribution P(Z) a une forme complexe. Nous montrons qu'il s'agit d'un mélange de plusieurs composantes gaussiennes, chacune étant attribuable à un type de précipitation. Avec l'algorithme EM (Expectation Maximisation) de Dempster et al. 1977, basé sur la méthode du maximum devraisemblance, on décompose la fdp des systèmes précipitants en quatre compo-santes : 1) le nuage et les précipitations de très faible intensité ou drizzle, 2) les précipitations stratiformes, 3) les précipitations convectives et 4) la grêle. Chaque composante est représentée par une gaussienne définie par sa moyenne, sa variance et la proportion de l'aire qu'elle occupe dans le mélange. On a mis en évidence l'absence de composante grêle dans les P(Z) des cas de systèmes convectifs maritimes et côtiers. Les chutes de neige correspondent à des distributions P(Z) plus régulières. La présence de plusieurs composantes dans P(Z) est liée à des différences dans la dynamique et la microphysique propres à chaque composante. Une combinaison linéaire des différentes composantes gaussiennes a permis d'obtenir un très bon ajustement de P(Z). Nous présentons ensuite une application des résultats de la décomposition de P(Z). Nous avons isolé chaque composante, et pour chacune d'elles, la distribution de réflectivité est convertie en une distribution d'intensité de précipitation (R), soit P(R) ayant comme paramètres µR et sR2 qui sont respectivement la moyenne et la variance. On montre, sur le le graphe (µR ,sR2), que chaque composante occupe une région spécifique, suggérant ainsi que les types de précipitation identifiés constituent des populations distinctes. Par exemple, la position des points représentatifs de la neige montre que cette dernière est statistiquement différente de la pluie. Le coefficient de variation de P(R), CVR = sR /µR est constant pour chaque type de précipitation. Ce résultat implique que la connaissance de CVR et la mesure de l'un des paramètres de P(R) permet de déterminer l'autre et de définir la distributionde l'intensité de précipitation pour chaque composante. L'influence des coefficients a et b de la relation Z = aRb sur P(R) a été également discutéeA set of radar data gathered over various sites of the US Nexrad (Next Generation Weather Radar) S band radar network is used to analyse the probability distribution function (pdf) of the radar reflectivity factor (Z) of precipitation, P(Z). Various storm types are studied and a comparison between them is made: 1) hailstorms at the continental site of Little Rock (Arkansas), 2) peninsular and coastal convection at Miami (Florida), 3) coastal convection and land/sea transition at Brownsville (Texas), 4) tropical maritime convection at Hawaii, 5) midlatitude maritime convection at Eureka (California), 6) snowstorms from winter frontal continental systems at New York City (New York), and 7) high latitude maritime snowstorms at Middleton Island (Alaska). Each storm type has a specific P(Z) signature with a complex shape. It is shown that P(Z) is a mixture of Gaussian components, each of them being attribuable to a precipitation type. Using the EM (Expectation Maximisation) algorithm of Dempster et al. 1977, based on the maximum likelihood method, four main components are categorized in hailstorms: 1) cloud and precipitation of very low intensity or drizzle, 2) stratiform precipitation, 3) convective precipitation, and 4) hail. Each component is described by the fraction of area occupied inside P(Z) and by the two Gaussian parameters, mean and variance. The absence of hail component in maritime and coastal storms is highlighted. For snowstorms, P(Z) has a more regular shape. The presence of several components in P(Z) is linked to some differences in the dynamics and microphysics of each precipitation type. The retrieval of the mixed distribution by a linear combination of the Gaussian components gives a very stisfactory P(Z) fitting. An application of the results of the split-up of P(Z) is then presented. Cloud, rain, and hail components have been isolated and each corresponding P(Z) is converted into a probability distribution of rain rate P(R) which parameters are µR and sR2 , respectively mean and variance. It is shown on the graph (µR ,sR2) that each precipitation type occupies a specific area. This suggests that the identified components are distinct. For example, the location of snowstorms representative points indicates that snow is statistically different from rain. The P(R) variation coefficient, CVR = sR/µR is constant for each precipitation type. This result implies that knowing CVR and measuring only one of the P(R) parameters enable to determine the other one and to define the rain rate probability distribution. The influence of the coefficients a and b of the relation Z = aRb on P(R) is also discussed
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Jubertie, Fabien. "Les excès climatiques dans le Massif Central français : l'impact des temps forts pluviométriques et anémométriques en Auvergne." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00188307.
Full textAbstract:
Le terme « excès » possède, dans notre thèse, un sens plus large que dans sa définition usuelle. L'excès est perçu par l'existence de dommages et marque la synergie entre un phénomène météorologique menaçant (le temps fort) et les vulnérabilités.La disposition du relief auvergnat favorise une plus grande fréquence des temps forts pluviométriques sur les bordures montagneuses occidentale et méridionale de la région, tandis que l'espace intérieur (Limagnes, vallées de la Loire et de l'Allier entre autres) n'est que rarement concerné par les fortes chutes d'origines océanique et méditerranéenne. Toutefois, en raison d'une plus grande vulnérabilité des bas-pays urbanisés, les excès sont nettement plus nombreux dans les bassins qu'en montagne. Ces bassins sont, en plus, parfois affectés par des transferts de crues issus des espaces montagnards.
L'analyse des systèmes perturbés générant les temps forts est effectuée soit d'une manière classique par l'étude des cartes isobariques ou encore par utilisation de l'imagerie satellitaire et radar. L'imagerie radar s'avère déterminante pour comprendre l'évolution des systèmes cévenols et orageux. Bien sûr, les excès les plus graves se produisent lorsque les temps forts touchent directement les espaces urbains ou lorsque les transferts de crues les plus importants atteignent les bassins.
L'ensemble du travail aboutit sur une identification de onze territoires possédant des caractères originaux au niveau des vulnérabilités, de la fréquence et de la nature des temps forts ainsi que de l'importance des excès.
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Pierre, Amandine. "Ajustements du biais de mesure de précipitation solide et effets sur les bilans hydrologiques en milieu forestier boréal." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/40168.
Full textAbstract:
Ce travail est la fusion de deux projets de recherche complémentaires et contribue à l'approfondissement des connaissances dans les domaines des mesures de précipitation solide et dans la stratégie de modélisation hydrologique en milieu forestier boréal. Toutes les données utilisées pour ces travaux proviennent de la forêt Montmorency, qui est la forêt d’enseignement et de recherche de l’Université Laval située à Québec. Les incertitudes liées aux simulations des débits des bassins versants par les outils de modélisation hydrologiques dépendent du choix du modèle considéré, mais sont aussi liées à la qualité des données météorologiques entrantes. Il est question ici de tout d’abord quantifier les incertitudes reliées aux mesures de précipitation solide, ensuite proposer une méthode d’ajustement novatrice, et enfin une stratégie de modélisation hydrologique en milieu forestier boréal. L’élaboration d’une base de données météorologique regroupant 15 types de précipitomètres, dont deux référents mondiaux, a été réalisée grâce notamment à la mise en place du site météorologique Neige, déployé depuis 2014. Concernant les incertitudes des mesures liées au phénomène de sous-captation de précipitation solide, des approches déterministes historiques de débiaisage des données sont tout d’abord évaluées. Les résultats démontrent un biais initial moyen d’environ 30%, et une surestimation rémanente des quantités de précipitation après ajustement. Une approche probabiliste est ensuite proposée, et les résultats montrent un biais moyen divisé par 5 après application de la méthode. Enfin, des analyses de sensibilités des paramètres des modèles hydrologiques ainsi que de leurs performances face aux variations des données de précipitation solide sont réalisées sur un ensemble de 20 modèles conceptuels à partir de la base de données hydrologique du bassin versant appelé le Haut Montmorency. Cette étude permet finalement de mettre en évidence que le biais de mesure d’équivalent en eau du manteau nival pourrait influencer la qualité des bilans hydriques des bassins versants dans certaines conditions. Ainsi, une analyse de sensibilité des modèles hydrologiques rigoureuse a permis de mettre en évidence qu’un ajustement des données de précipitation solide est nécessaire en amont de la calibration conjointement à l’utilisation des modèles. L’originalité de ces travaux dépend principalement de l’exceptionnalité des sites d’études mais aussi de la qualité du travail des techniciens en observation météorologique et la coopération d’un grand nombre de partenaires privés et publics.This work joins two complementary research projects and contributes to improve the knowledge on solid precipitation measurements and hydrological modelling strategy in the boreal forest environment. All the data used in this work comes from the Montmorency Forest, which is the teaching and research forest of Université Laval located in Quebec. The uncertainty related to flows forecast by hydrological models depends on the choice of the model, but are also linked to the quality of incoming meteorological data. This work aims first to quantify uncertainties related to solid precipitation measurements, then to propose an innovative method of adjustment and finally to establish a hydrological modelling strategy for the boreal forest environment. The development of a large meteorological database, including data from two world reference instruments, was done thanks to the Neige site deployed since 2014. Regarding uncertainties related to the solid precipitation undercatch phenomenon, five deterministic approaches from the literature are first evaluated. Results show that the initial bias is 30% on average and there is still an overestimation of the solid precipitation quantity after a deterministic adjustment. A probabilistic approach is developed and results show that the bias is divided by 5 on average. Finally, sensitivity analysis of hydrological models’ parameters, and their performance facing different solid precipitation quantities, is done on a set of 20 conceptual models based on the hydrological database of the catchment area called the HautMontmorency. This study highlights that the snow water equivalent measurement bias of the snowpack could influence the quality of water balances in the catchment under certain conditions. A deep sensitivity analysis of hydrological models showed that an adjustment of the solid precipitation was required prior to their calibration. The originality of this thesis depends on the exceptional studied sites, the quality of technicians work and the collaboration of numerous public and private partners.
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Ringard, Justine. "Estimation des précipitations sur le plateau des Guyanes par l'apport de la télédétection satellite." Thesis, Guyane, 2017. http://www.theses.fr/2017YANE0010/document.
Full textAbstract:
Le plateau des Guyanes est une région qui est caractérisée à 90% d’une forêt tropicale primaire et compte pour environ 20% des réserves mondiales d’eau douce. Ce territoire naturel, au vaste réseau hydrographique, montre des intensités pluviométriques annuelles atteignant 4000 mm/an ; ce qui fait de ce plateau une des régions les plus arrosées du monde. De plus les précipitations tropicales sont caractérisées par une variabilité spatiale et temporelle importante. Outre les aspects liés au climat, l’impact des précipitations dans cette région du globe est important en termes d’alimentation énergétique (barrages hydroélectriques). Il est donc important de développer des outils permettant d’estimer quantitativement et qualitativement et à haute résolution spatiale et temporelle les précipitations dans cette zone. Cependant ce vaste espace géographique est caractérisé par un réseau de stations pluviométriques peu développé et hétérogène, ce qui a pour conséquence une méconnaissance de la répartition spatio-temporelle précise des précipitations et de leurs dynamiques.Les travaux réalisées dans cette thèse visent à améliorer la connaissance des précipitations sur le plateau des Guyanes grâce à l’utilisation des données de précipitations satellites (Satellite Precipitation Product : SPP) qui offrent dans cette zone une meilleure résolution spatiale et temporelle que les mesures in situ, au prix d’une qualité moindre en terme de précision.Cette thèse se divise en 3 parties. La première partie compare les performances de quatre produits d’estimations satellitaires sur la zone d’étude et tente de répondre à la question : quelle est la qualité de ces produits au Nord de l’Amazone et sur la Guyane française dans les dimensions spatiales et temporelles ? La seconde partie propose une nouvelle technique de correction de biais des SPP qui procède en trois étapes : i) utiliser les mesures in situ de précipitations pour décomposer la zone étudiée en aires hydro-climatiques ii) paramétrer une méthode de correction de biais appelée quantile mapping sur chacune de ces aires iii) appliquer la méthode de correction aux données satellitaires relatives à chaque aire hydro-climatique. On cherche alors à répondre à la question suivante : est-ce que le paramétrage de la méthode quantile mapping sur différentes aires hydro-climatiques permet de corriger les données satellitaires de précipitations sur la zone d’étude ? Après avoir montré l’intérêt de prendre en compte les différents régimes pluviométriques pour mettre en œuvre la méthode de correction QM sur des données SPP, la troisième partie analyse l’impact de la résolution temporelle des données de précipitations utilisées sur la qualité de la correction et sur l’étendue spatiale des données SPP potentiellement corrigeables (données SPP sur lesquelles la méthode de correction peut s’appliquer avec efficacité). Concrètement l’objectif de cette partie est d’évaluer la capacité de notre méthode à corriger sur une large échelle spatiale le biais des données TRMM-TMPA 3B42V7 en vue de rendre pertinente l’exploitation de ce produit pour différentes applications hydrologiques.Ce travail a permis de corriger les séries satellites journalières à haute résolution spatiale et temporelle sur le plateau des Guyanes selon une approche nouvelle qui utilise la définition de zones hydro-climatiques. Les résultats positifs en terme de réduction du biais et du RMSE obtenus grâce à cette nouvelle approche, rendent possible la généralisation de cette nouvelle méthode dans des zones peu équipées en pluviomètresThe Guiana Shield is a region that is characterized by 90% of a primary rainforest and about 20% of the world’s freshwater reserves. This natural territory, with its vast hydrographic network, shows annual rainfall intensities up to 4000 mm/year; making this plateau one of the most watered regions in the world. In addition, tropical rainfall is characterized by significant spatial and temporal variability. In addition to climate-related aspects, the impact of rainfall in this region of the world is significant in terms of energy supply (hydroelectric dams). It is therefore important to develop tools to estimate quantitatively and qualitatively and at high spatial and temporal resolution the precipitation in this area. However, this vast geographical area is characterized by a network of poorly developed and heterogeneous rain gauges, which results in a lack of knowledge of the precise spatio-temporal distribution of precipitation and their dynamics.The work carried out in this thesis aims to improve the knowledge of precipitation on the Guiana Shield by using Satellite Precipitation Product (SPP) data that offer better spatial and temporal resolution in this area than the in situ measurements, at the cost of poor quality in terms of precision.This thesis is divided into 3 parts. The first part compares the performance of four products of satellite estimates on the study area and attempts to answer the question : what is the quality of these products in the Northern Amazon and French Guiana in spatial and time dimensions ? The second part proposes a new SPP bias correction technique that proceeds in three steps: i) using rain gauges measurements to decompose the studied area into hydro climatic areas ii) parameterizing a bias correction method called quantile mapping on each of these areas iii) apply the correction method to the satellite data for each hydro-climatic area. We then try to answer the following question : does the parameterization of the quantile mapping method on different hydro-climatic areas make it possible to correct the precipitation satellite data on the study area ? After showing the interest of taking into account the different rainfall regimes to implement the QM correction method on SPP data, the third part analyzes the impact of the temporal resolution of the precipitation data used on the quality of the correction and the spatial extent of potentially correctable SPP data (SPP data on which the correction method can be applied effectively). In summary, the objective of this section is to evaluate the ability of our method to correct on a large spatial scale the bias of the TRMM-TMPA 3B42V7 data in order to make the exploitation of this product relevant for different hydrological applications.This work made it possible to correct the daily satellite series with high spatial and temporal resolution on the Guiana Shield using a new approach that uses the definition of hydro-climatic areas. The positive results in terms of reduction of the bias and the RMSE obtained, thanks to this new approach, makes possible the generalization of this new method in sparselygauged areas
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Thauvin, Valérie. "Etude de la répartition spatiale des précipitations en milieu sahélien à l'aide du réseau dense de pluviographes de l'expérience EPSAT-Niger : application à la détermination de la précision des moyennes surfaciques au pas de temps de l'évènement pluvieux." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20220.
Full textAbstract:
La connaissance de la repartition spatiale et temporelle des precipitations dans les regions saheliennes est une demande exprimee par les etats concernes. Dans cette optique, la repartition spatiale des precipitations a l'echelle de la saison des pluies, puis de l'evenement pluvieux a ete etudiee. Les donnees utilisees proviennent d'un reseau dense de pluviographes implante au niger. La methode d'interpolation choisie est le krigeage. A l'echelle de la saison des pluies, l'analyse a montre une grande variabilite spatiale et temporelle. L'incidence sur le calcul des isohyetes et des pluies surfaciques en a ete deduite. L'influence de la densite de postes a egalement ete soulignee. Au pas de temps de l'evenement pluvieux, une classe d'evenements a ete definie et etudiee. Leur structure spatiale s'est revelee stable dans le temps. On a pu en deduire des abaques, donnant l'erreur d'estimation de la pluie surfacique en fonction de la densite du reseau et de la taille de la surface. Ces abaques permettront aux modelisateurs de connaitre la precision de leurs variables d'entree
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Alcoba, Kait Matías. "Contribution à l'observation des précipitations en Afrique avec un radar polarimétrique et des liens microondes commerciaux." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30238.
Full textAbstract:
Le climat ouest africain est gouverné par un régime de mousson, les précipitations, souvent intenses, y sont principalement associées à des systèmes convectifs de méso-échelle. Dans un contexte de risques hydrométéorologiques, caractériser ces précipitations jusqu'aux plus fines échelles est important. Deux types d'observation des précipitations par télédétection active, au sol, dans le domaine des micro-ondes, sont explorés : un radar météorologique polarimétrique et des liens micro-ondes commerciaux. La première partie de la thèse est dédiée à la caractérisation des hydrométéores à partir d'un radar polarimétrique opérant en bande X. Le lien entre les observations et les caractéristiques des hydrométéores peut se faire à partir de modèles physiques. L'inversion de ces modèles permet de retrouver les caractéristiques des hydrométéores à partir des observations. On présente une première méthode d'inversion permettant d'obtenir la densité des hydrométéores au-dessus de la couche de fusion grâce à la modélisation simple du profil vertical de réflectivité radar. La deuxième méthode d'inversion vise à créer des cartes horizontales de la distribution de taille de gouttes de pluie à partir des mesurables radar polarimétrique. La méthode exploite toute l'information d'une radiale pour estimer la distribution de taille de gouttes tout en corrigeant de l'atténuation par la pluie. La deuxième partie est consacrée à la mesure des précipitations à partir de liens micro-ondes commerciaux, issus des réseaux de téléphonie mobile. Cette méthode prometteuse pour les régions mal couvertes par les mesures météorologiques opérationnelles exploite l'atténuation par la pluie des signaux transmis entre les antennes relais. Les principes de la méthode, les sources d'incertitudes et la validation quantitative sur un jeu de données acquis au Niger sont présentés. Enfin, on analyse différentes méthodes d'interpolation des données de liens pour créer des cartes de pluieWest Africa climate is driven by a monsoon regime: the precipitations are characterized by heavy rain rates which are organized into mesoscale convective systems. In a context of hydro-meteorological risks, the characterization of such systems at fine scales is important. Two type of ground precipitation observation by active microwave remote sensing are explored: a meteorological polarimetric radar and commercial microwave links. The first part is dedicated to the characterization of hydrometeors with X-band polarimetric radar data. The link between the observations and the hydrometeor characteristics can be made with physical models. The physical characteristics of hydrometeors can be retrieved with inversion of these physical models. We present a first inversion method permitting the retrieval of the hydrometeors density above the 0°C isotherm, with the simple modelization of the vertical profile of reflectivity. The second inversion method aims to produce maps of rainfall drop size distribution with polarimetric radar observables. In the proposed method we use all the information of a radar radial to estimate the size distribution of drops and, at the same time, correcting the attenuation. The second part is focused on the precipitation estimation with commercial microwave links from telecommunication companies. This promising method for ill-equipped regions, uses the rain induced attenuation between a pair of antennas composing a link to estimate rainfall. The principle of the method, the sources of uncertainties and the quantitative evaluation of a dataset in Niger are presented. Finally, we analyse different interpolation methods to create rainfall maps from commercial microwave links data
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Akrour, Nawal. "Simulation stochastique des précipitations à fine échelle : application à l'observation en milieu urbain." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLV014.
Full textAbstract:
Les précipitations ont une très grande variabilité sur une large gamme d'échelles tant spatiale que temporelle. Cette variabilité est une source importante d'incertitude pour la mesure, les applications et la modélisation, et au-delà pour la simulation et la prévision. De plus, les précipitations sont des processus extrêmement intermittents et possèdent plusieurs régimes d’invariance d’échelle. Le générateur de champ précipitant développé au cours de la thèse est basé sur la modélisation statistique de l’hétérogénéité et de l’intermittence des précipitations à fine échelle. L’originalité de la modélisation repose en partie sur l’analyse de données observées par un disdromètre à très fine résolution. Cette modélisation qui diffère des modèles existants dont la résolution est plutôt de l’ordre de la minute, voire de l’heure ou du jour, permet d’obtenir des simulations dont les propriétés sont réalistes sur une large gamme d’échelle. Ce simulateur permet de produire des séries chronologiques dont les caractéristiques statistiques sont similaires aux observations aussi bien à l’échelle de simulation (15s) qu’après dégradation (1h et 1 jour). Les propriétés multi-échelles du simulateur sont obtenues grâce à une approche hybride qui repose sur une simulation à fine échelle des évènements de pluie par un générateur multifractal associé à une simulation du support basée sur une hypothèse de type Poissonienne. Une étape de re-normalisation des taux de pluie assure l’adaptation du générateur à la zone climatique considérée.Le simulateur permet la génération de cartes 2D de lames d’eau. La méthodologie développée pour les séries chronologiques est étendue au cas 2D. Le simulateur stochastique multi-échelle 2D ainsi développé reproduit les caractéristiques géostatistiques et topologiques à la résolution de 1x1 km2. Ce générateur est utilisé dans le cadre d’une étude de faisabilité d’un nouveau système d’observation des précipitations en milieu urbain. Le principe de ce système repose sur l’utilisation de mesures opportunistes de l’affaiblissement subit par les ondes radios émises par les satellites géostationnaires TV-SAT dans la bande 10.7-12.7 GHz. De façon plus spécifique on suppose que les terminaux de réception TVSAT installés en ville chez les particuliers sont capables de mesurer de tels affaiblissements. A ce stade de l’étude nous ne disposons pas de telles observations. L’étude s’appuie donc sur des cartes de précipitations issues du générateur 2D et d’un réseau de capteur hypothétique. Le système d’observation envisagé permettra d’estimer les champs de précipitation (30x30 Km2) et avec une résolution spatiale de 0.5x0.5 Km2Precipitations are highly variable across a wide range of both spatial and temporal scales. This variability is a major source of uncertainty for the measurement and modeling, also for the simulation and prediction. Moreover, rainfall is an extremely intermittent process with multiple scale invariance regimes. The rain-field generator developed during the thesis is based on the fine-scale statistic modeling of rain by the mean of its heterogeneity and intermittency. The modeling originality partially rest on the analysis of fine-scale disdrometer data. This model differs from other existing models whose resolution is roughly a minute or even an hour or a day. It provides simulations with realistic properties across a wide range ofscales. This simulator produces time series with statistical characteristics almost identical to the observations both at the 15s resolution and, after degradation, at hourly or daily resolutions. The multi-scale properties of our simulator are obtained through a hybrid approach that relies on a fine scale simulation of rain events using a multifractal generator associated with a rain support simulation based on a Poissonian-type hypothesis. A final re-normalization step of the rain rate is added in order to adapt the generator to the relevant climate area. The simulator allows the generation of 2D water-sheets. The methodology developed in the first part is extended to the 2 Dimension case. The multi-scale 2D stochastic simulator thus developed can reproduce geostatistical and topological characteristics at the spatial resolution of 1x1 km2.This generator is used in the scope of the feasability study of a new observation system for urban area. The principle of this system is based on the opportunistic use of attenuation measurements provided by geostationary TV satellites which radio waves lay in the 10.7 to 12.7 GHz bandwidth. More specifically it is assumed that the SAT-TV reception terminals installed in private homes are able to measure such attenuations. At this stage of the study we do not have such observations. The study is therefore based on rainfall maps generated using the 2D generator in addition to a hypothetical sensor network. The considered observation system will allow to estimate precipitation fields (30 x 30 km2) with a spatial resolution of 0.5x0.5 km2