Journal articles: 'Turbulence atmosphérique'

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Vernin, Jean. "Turbulence atmosphérique." Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Chemistry-Astronomy 325, no. 2 (July 1997): 103–8. http://dx.doi.org/10.1016/s1251-8069(97)83253-8.

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Dolfi-Bouteyre, Agnès, Laurent Lombard, Alexandre Hallermeyer, Matthieu Valla, and Claudine Besson. "Détection et caractérisation des tourbillons de sillage des avions par Lidar Doppler." Photoniques, no. 97 (July 2019): 36–39. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20199736.

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Abstract:

Dans un contexte où le trafic aérien s'accroît chaque jour, l'optimisation des débits en termes de décollage et d'atterrissage est devenue un enjeu majeur pour les aéroports à forte affluence. Ces débits sont principalement limités par la présence de tourbillons de sillage communément appelés wake vortex. Ceux-ci sont formés après le passage d'un avion et représentent un danger potentiel pour l'avion suivant. Afin d'éviter les accidents, les organisations de sûreté de la navigation aérienne ont défini, il y a plus de quarante ans, des distances de sécurité à respecter entre décollages ou atterrissages successifs. Ces distances prennent en compte la catégorie de poids des deux appareils en considérant des situations pire-cas. De nombreuses études ont été menées pour permettre une meilleure compréhension de ces tourbillons et ont permis de constater que leur comportement varie en fonction des conditions atmosphériques, en particulier en fonction du vent et de la turbulence atmosphérique. Afin d’étudier la dynamique de la masse d’air et l’évolution de ces phénomènes, on utilise depuis une dizaine d’années le Lidar (light detection and ranging). Le Lidar pulsé est devenu l’instrument de référence pour la mesure à distance des tourbillons de sillage (positions et puissance).

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Bonneau, Daniel. "Les effets optiques de la turbulence atmosphérique dans les images astronomiques." Comptes Rendus. Physique 23, S1 (February 8, 2023): 1–23. http://dx.doi.org/10.5802/crphys.101.

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Gallée, H., H. Barral, E. Vignon, and C. Genthon. "A case study of a low level jet during OPALE." Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 14, no. 22 (December 10, 2014): 31091–109. http://dx.doi.org/10.5194/acpd-14-31091-2014.

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Abstract:

Abstract. A case study of a low level jet during the OPALE (Oxidant Production over Antarctic Land and its Export) summer campaign is presented. It has been observed at Dome C (East Antarctica) and is simulated accurately by the three-dimensional version of the Modèle Atmosphérique Régional (MAR). It is found that this low level jet is not related to an episode of thermal wind, conforting that Dome C may be a~place where turbulence on flat terrain can be studied.

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Gallée, H., H. Barral, E. Vignon, and C. Genthon. "A case study of a low-level jet during OPALE." Atmospheric Chemistry and Physics 15, no. 11 (June 8, 2015): 6237–46. http://dx.doi.org/10.5194/acp-15-6237-2015.

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Abstract:

Abstract. A case study of a low-level jet (LLJ) during the OPALE (Oxidant Production over Antarctic Land and its Export) summer campaign is presented. It has been observed at Dome C (East Antarctica) and is simulated accurately by the three-dimensional version of the Modèle Atmosphérique Régional (MAR). It is found that this low-level jet is not related to an episode of thermal wind, suggesting that Dome C may be a place where turbulence on flat terrain can be studied.

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Neichel, Benoit, and Gérard Rousset. "La tomographie de l’atmosphère au service de l’astrophysique." Photoniques, no. 95 (January 2019): 29–33. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20199529.

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Abstract:

Depuis près de 30 ans, l’optique adaptative (OA) se développe en astronomie pour corriger les effets de la turbulence atmosphérique et recouvrer la limite de diffraction des grands télescopes au sol. Récemment, les OAs grand champ avec étoiles laser s’appuyant sur la tomographie de l’atmosphère ont été démontrées dans plusieurs observatoires pour offrir une correction dans un champ de vue accru et une bonne couverture du ciel. Ces techniques sont aujourd’hui étendues pour satisfaire les besoins des extrêmement grands télescopes qui verront le jour au milieu des années 2020.

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Bourennane, E., C. Bondeau, and M. Paindavoine. "Approches région et bayésienne pour la restauration ďimages dégradées par la turbulence atmosphérique." Annales Des Télécommunications 56, no. 9-10 (September 2001): 538–49. http://dx.doi.org/10.1007/bf03008831.

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Rousset, Gérard, and Thierry Fusco. "Optique adaptative : correction des effets de la turbulence atmosphérique sur les images astronomiques." Comptes Rendus. Physique 23, S1 (March 3, 2023): 1–52. http://dx.doi.org/10.5802/crphys.111.

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Fontanella, Jean-Claude, Pascal Jagourel, Pierre Kern, Pierre Lena, and Gérard Rousset. "Première mondiale de l’optique adaptative en astronomie en 1989." Photoniques, no. 111 (November 2021): 33–36. http://dx.doi.org/10.1051/photon/202111133.

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Abstract:

La première démonstration mondiale du potentiel de l’optique adaptative pour l’astronomie a été effectuée en 1989. Ces travaux ont démontré qu’il était possible de compenser les effets de la turbulence atmosphérique et d’atteindre la limite de diffraction des grands télescopes, au moins dans le proche infrarouge. Couplée éventuellement à l’utilisation d’étoiles artificielles créées par laser, cette technologie est devenue une composante incontournable de tous les grands télescopes optiques terrestres. Les observations ayant conduit au Prix Nobel de Physique 2020 ont reposé sur les premiers développements de l’imagerie des tavelures, puis rapidement sur ceux de l’optique adaptative et de son application à l’interférométrie multi-télescopes.

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Alaoui-Sosse, Sara, Pierre Durand, Patrice Medina, Philippe Pastor, Marie Lothon, and Iuri Cernov. "OVLI-TA: An Unmanned Aerial System for Measuring Profiles and Turbulence in the Atmospheric Boundary Layer." Sensors 19, no. 3 (January 30, 2019): 581. http://dx.doi.org/10.3390/s19030581.

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Abstract:

In recent years, we developed a small, unmanned aerial system (UAS) called OVLI-TA (Objet Volant Leger Instrumenté–Turbulence Atmosphérique) dedicated to atmospheric boundary layer research, in Toulouse (France). The device has a wingspan of 2.60 m and weighed 3.5 kg, including payload. It was essentially developed to investigate turbulence in a way complementary to other existing measurement systems, such as instrumented towers/masts. OVLI-TA’s instrumental package includes a 5-hole probe on the nose of the airplane to measure attack and sideslip angles, a Pitot probe to measure static pressure, a fast inertial measurement unit, a GPS receiver, as well as temperature and moisture sensors in specific housings. In addition, the Pixhawk autopilot is used for autonomous flights. OVLI-TA is capable of profiling wind speed, wind direction, temperature, and humidity up to 1 km altitude, in addition to measuring turbulence. After wind tunnel calibrations, flight tests were conducted in March 2016 in Lannemezan (France), where there is a 60-m tower equipped with turbulence sensors. In July 2016, OVLI-TA participated in the international project DACCIWA (Dynamics-Aerosol-Chemistry-Clouds Interactions in West Africa), in Benin. Comparisons of the OVLI-TA observations with both the 60 m tower measurements and the radiosonde profiles showed good agreement for the mean values of wind, temperature, humidity, and turbulence parameters. Moreover, it validated the capacity of the drone to sample wind fluctuations up to a frequency of around 10 Hz, which corresponds to a spatial resolution of the order of 1 m.

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Gallée, H., S. Preunkert, S. Argentini, M. M. Frey, C. Genthon, B. Jourdain, I. Pietroni, et al. "Characterization of the boundary layer at Dome C (East Antarctica) during the OPALE summer campaign." Atmospheric Chemistry and Physics 15, no. 11 (June 8, 2015): 6225–36. http://dx.doi.org/10.5194/acp-15-6225-2015.

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Abstract:

Abstract. Regional climate model MAR (Modèle Atmosphérique Régional) was run for the region of Dome C located on the East Antarctic plateau, during Antarctic summer 2011–2012, in order to refine our understanding of meteorological conditions during the OPALE tropospheric chemistry campaign. A very high vertical resolution is set up in the lower troposphere, with a grid spacing of roughly 2 m. Model output is compared with temperatures and winds observed near the surface and from a 45 m high tower as well as sodar and radiation data. MAR is generally in very good agreement with the observations, but sometimes underestimates cloud formation, leading to an underestimation of the simulated downward long-wave radiation. Absorbed short-wave radiation may also be slightly overestimated due to an underestimation of the snow albedo, and this influences the surface energy budget and atmospheric turbulence. Nevertheless, the model provides sufficiently reliable information about surface turbulent fluxes, vertical profiles of vertical diffusion coefficients and boundary layer height when discussing the representativeness of chemical measurements made nearby the ground surface during field campaigns conducted at Concordia station located at Dome C (3233 m above sea level).

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Khdhiri, Hatem, Olivier Potier, and Jean-Pierre Leclerc. "Autoépuration en eau courante : évaluation de l’oxygénation dans les cascades en marches d’escalier." Revue des sciences de l’eau 27, no. 2 (June 13, 2014): 127–36. http://dx.doi.org/10.7202/1025563ar.

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Abstract:

Dans les écosystèmes aquatiques, l’oxygène dissous est consommé par les processus chimiques et biologiques de l’autoépuration (oxydoréduction, dégradation de la matière organique,...) ainsi que par la respiration des espèces aquatiques. L’autoépuration sera donc favorisée par une amélioration de l’aération et le taux d’oxygène dissous constituera un indicateur de la qualité de l’eau. Les structures hydrauliques telles que les cascades jouent le rôle de système d’aération en favorisant l’absorption dans l'eau de l’oxygène atmosphérique. Afin d’évaluer le potentiel d’aération de ces ouvrages aux faibles débits, une étude a été réalisée sur une cascade de laboratoire représentative des petits cours d’eau et équipée de plusieurs marches modulables en nombre et en taille. Le transfert d’oxygène dans les cascades est fortement dépendant de l’aire de l’interface d’échange rapporté au volume d’eau, du type d’écoulement diphasique et de la turbulence dans le fluide. Du point de vue hydrodynamique, trois régimes d’écoulement ont été identifiés pour un débit inférieur à 3 L•-s-1, deux régimes de type nappe et un régime de transition. L’efficacité du transfert d’oxygène mesurée varie de 15 % à 40 % en fonction du débit d’eau, du nombre et de la longueur des marches de la cascade. Les résultats ont montré une amélioration de l’aération avec le débit (en régime nappe) et avec le nombre de marches. Sur les différents systèmes de cascades étudiés, une relation de linéarité entre le nombre de marches et l’efficacité d’aération a été constatée. L’ajout de graviers sur les marches provoque une légère amélioration de la capacité d’aération, dépendant du niveau d’immersion des graviers. À hauteur donnée, l’augmentation de la longueur des cascades défavorise le transfert d’oxygène.

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Caccia, J. L., V. Guénard, B. Benech, B. Campistron, and P. Drobinski. "Vertical velocity and turbulence aspects during Mistral events as observed by UHF wind profilers." Annales Geophysicae 22, no. 11 (November 29, 2004): 3927–36. http://dx.doi.org/10.5194/angeo-22-3927-2004.

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Abstract:

Abstract. The general purpose of this paper is to experimentally study mesoscale dynamical aspects of the Mistral in the coastal area located at the exit of the Rhône-valley. The Mistral is a northerly low-level flow blowing in southern France along the Rhône-valley axis, located between the French Alps and the Massif Central, towards the Mediterranean Sea. The experimental data are obtained by UHF wind profilers deployed during two major field campaigns, MAP (Mesoscale Alpine Program) in autumn 1999, and ESCOMPTE (Expérience sur Site pour COntraindre les Modèles de Pollution atmosphériques et de Transports d'Emission) in summer 2001. Thanks to the use of the time evolution of the vertical profile of the horizontal wind vector, recent works have shown that the dynamics of the Mistral is highly dependent on the season because of the occurrence of specific synoptic patterns. In addition, during summer, thermal forcing leads to a combination of sea breeze with Mistral and weaker Mistral due to the enhanced friction while, during autumn, absence of convective turbulence leads to substantial acceleration as low-level jets are generated in the stably stratified planetary boundary layer. At the exit of the Rhône valley, the gap flow dynamics dominates, whereas at the lee of the Alps, the dynamics is driven by the relative contribution of "flow around" and "flow over" mechanisms, upstream of the Alps. This paper analyses vertical velocity and turbulence, i.e. turbulent dissipation rate, with data obtained by the same UHF wind profilers during the same Mistral events. In autumn, the motions are found to be globally and significantly subsident, which is coherent for a dry, cold and stable flow approaching the sea, and the turbulence is found to be of pure dynamical origin (wind shears and mountain/lee wave breaking), which is coherent with non-convective situations. In summer, due to the ground heating and to the interactions with thermal circulation, the vertical motions are less pronounced and no longer have systematic subsident charateristics. In addition, those vertical motions are found to be much less developed during the nighttimes because of the stabilization of the nocturnal planetary boundary layer due to a ground cooling. The enhanced turbulent dissipation-rate values found at lower levels during the afternoons of weak Mistral cases are consistent with the installation of the summer convective boundary layer and show that, as expected in weaker Mistral events, the convection is the preponderant factor for the turbulence generation. On the other hand, for stronger cases, such a convective boundary layer installation is perturbed by the Mistral.

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Salmond, J. A., T. R. Oke, C. S. B. Grimmond, S. Roberts, and B. Offerle. "Venting of Heat and Carbon Dioxide from Urban Canyons at Night." Journal of Applied Meteorology 44, no. 8 (August 1, 2005): 1180–94. http://dx.doi.org/10.1175/jam2260.1.

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Abstract:

Abstract Turbulent fluxes of carbon dioxide and sensible heat were observed in the surface layer of the weakly convective nocturnal boundary layer over the center of the city of Marseille, France, during the Expérience sur Sites pour Contraindre les Modèles de Pollution Atmosphérique et de Transport d’Emission (ESCOMPTE) field experiment in the summer of 2001. The data reveal intermittent events or bursts in the time series of carbon dioxide (CO2) concentration and air temperature that are superimposed upon the background values. These features relate to intermittent structures in the fluxes of CO2 and sensible heat. In Marseille, CO2 is primarily emitted into the atmosphere at street level from vehicle exhausts. In a similar way, nocturnal sensible heat fluxes are most likely to originate in the deep street canyons that are warmer than adjacent roof surfaces. Wavelet analysis is used to examine the hypothesis that CO2 concentrations can be used as a tracer to identify characteristics of the venting of pollutants and heat from street canyons into the above-roof nocturnal urban boundary layer. Wavelet analysis is shown to be effective in the identification and analysis of significant events and coherent structures within the turbulent time series. Late in the evening, there is a strong correlation between the burst structures observed in the air temperature and CO2 time series. Evidence suggests that the localized increases of temperature and CO2 observed above roof level in the urban boundary layer (UBL) are related to intermittent venting of sensible heat from the warmer urban canopy layer (UCL). However, later in the night, local advection of CO2 in the UBL, combined with reduced traffic emissions in the UCL, limit the value of CO2 as a tracer of convective plumes in the UBL.

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Dupont, Sylvain, and Patrice G. Mestayer. "Parameterization of the Urban Energy Budget with the Submesoscale Soil Model." Journal of Applied Meteorology and Climatology 45, no. 12 (December 1, 2006): 1744–65. http://dx.doi.org/10.1175/jam2417.1.

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Abstract:

Abstract The thermal component of the Soil Model for Submesoscales, Urbanized Version (SM2-U), is described. SM2-U is an extension on a physical basis of the rural Interactions between Soil, Biosphere, and Atmosphere (ISBA) soil model to urban areas. It evaluates the turbulent energy, moisture, and radiative fluxes at the urban canopy–atmosphere interface to provide lower boundary conditions of high-resolution mesoscale models. Unlike previous urban canopy schemes, SM2-U integrates in a simple way the physical processes inside the urban canopy: the building wall influence is integrated in the pavement temperature equation, allowing the model to compute directly the energy budget of street canyons. The SM2-U model is evaluated on the Marseille, France, city-center energy-budget components measured during the field experiments to constrain models of atmospheric pollution and transport of emissions [Expérience sur Site pour Contraindre les Modèles de Pollution Atmosphérique et de Transport d’Emissions (ESCOMPTE)] urban boundary layer (UBL) campaign (June–July 2001). The observed behavior of net radiation and heat fluxes is reproduced by SM2-U with a high level of quality, demonstrating that the influence of building walls may be well modeled by modifying the pavement temperature equation. A sensitivity analysis shows that the accurate account of wall area and the parameterization of both the fast response of artificial materials to environmental forcing variations and their heat storage capacity are essential for mesoscale simulations of the urban boundary layer; they are probably more important than accurate but complex computation of radiative trapping (effective albedo and emissivity)

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Marcoux, Nancy, Lucien Tessier, and Yves Bégin. "Répartition estivale du dioxyde d'azote et de l'ozone dans une vallée alpine, Chamonix, France." Géographie physique et Quaternaire 52, no. 2 (October 2, 2002): 255–64. http://dx.doi.org/10.7202/004848ar.

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Abstract:

Résumé Au cours de l'été 1995, la distribution des concentrations atmosphériques en dioxyde d'azote (NO 2 ) et enozone (O 3 ) a été analysée dans une vallée alpine (Chamonix, France). Sur 8 km, du fond de la vallée (1 020 m) à 2 000 m d'altitude, 42 sites répartis selon une maille de 1 km 2 ont fait l'objet de trois échantillonnages passifs hebdomadaires, du 17 juillet au 7 août 1995. Des mesures en continu des concentrations en NO 2 et en O3 effectuées simultanément sur deux des sites ont permis de vérifier les résultats obtenus par l'échantillonnage passif. Les concentrations en NO 2 s'atténuent graduellement du sud-ouest au nord-est suivant l'axe de la vallée, passant de 50,3 à 9,9 [.mu]g/m 3 . Par contre, elles diminuent rapidement avec l'altitude (de 27,3 [.mu]g/m 3 au fond de la vallée à 3,2 [.mu]g/m 3 à 2 000 m d'altitude). Les concentrations maximales sont relevées à proximité des zones de concentration du trafic routier: route principale (26 000 véhicules par jour), route d'accès au tunnel du Mont-Blanc (7 000 v/j) et aires de stationnement. L'ozone est en concentration maximale en altitude (125 [.mu]g/m 3 ) et diminue graduellement vers le fond de la vallée (67,1 [.mu]g/m 3 ). Le resserrement de la vallée dans la partie nord-est conduit à l'augmentation des concentrations dans cette zone. Le climat (turbulences de l'air, phénomènes d'inversion thermique), les phénomènes photochimiques et la configuration de la vallée sont les facteurs expliquant ce patron de distribution des concentrations en NO 2 et en O 3 dans la vallée.

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Leduc, Richard, and Philippe Barnéoud. "Évaluation des modèles de rayonnement et de classification de la turbulence dans le modèle de dispersion atmosphérique AERMOD." Pollution atmosphérique, N°198-199 (2008). http://dx.doi.org/10.4267/pollution-atmospherique.1309.

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