Thèses : « Systèmes convectifs de mésoéchelle »

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Nguyen, Thi Thuy Hanh. « Analyses des perturbations synoptiques et de la modulation diurne des systèmes convectifs sur l'Afrique centrale ». Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066638.

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Résumé :

Cette thèse présente des perturbations synoptiques de la convection sur l'Afrique centrale. On montre les perturbations intermittentes de 3-6 jours de la convection pendant les saisons humides, en particulier entre mars et avril. Pour cette saison, ces perturbations sont principalement dues à un couplage entre l'activité convective et les ondes équatoriales de Kelvin. Il a été constaté que ces perturbations qui se propagent vers l'est, sont composées de systèmes convectifs de méso-échelle (SCM) qui se propagent vers l'ouest. En effet, le passage de l'onde de Kelvin provoque une forte augmentation de la haute nébulosité associée aux nuages convectifs, de l'occurrence des SCM de petite taille sur et près des reliefs et des gros SCM particulièrement sur le bassin du Congo, et de la taille et la durée de vie des SCM. Ces résultats suggèrent une meilleure organisation diurne de la convection et donc une meilleure propagation des SCM lors du passage de l'onde.

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Arnault, Joel. « Evolution cyclogénétique des perturbations convectives de l'Afrique de l'Ouest et de l'Atlantique tropical ». Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00424219.

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Résumé :

La formation des Cyclones du Cap Vert met en jeu divers processus : les thalwegs, dorsales de l'onde d'Est africaine et l'anticyclone saharien en moyenne troposphère, les thalwegs des moyennes latitudes en moyenne et haute troposphère, le flux de mousson et les alizés au large de la côte Ouest africaine en basse troposphère, les systèmes convectifs. Ces processus sont étudiés à l'aide d'une climatologie sur cinq ans d'analyses du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme et d'images Meteosat. Deux cas particuliers sont ensuite modélisés avec Méso-NH : celui de la perturbation qui a donné naissance à l'ouragan Helene (2006) et celui de la « Perturbation D », un cas de non-cyclogénèse observé pendant la campagne AMMA / SOP-3 à Dakar en septembre 2006. Les évolutions des perturbations simulées sont quantifiées à l'aide de bilans d'énergie et de tourbillon. Le résultat principal de cette thèse est que l'ajustement géostrophique du champ de vent à une perturbation de pression d'origine convective dans la région des Îles du Cap Vert ne se produit que lorsqu'il y a un apport d'énergie cinétique tourbillonnaire par une conversion barotrope, ainsi qu'une advection horizontale de tourbillon cyclonique. Ceci confirme l'hypothèse bien connue selon laquelle la cyclogénèse tropicale est le résultat d'une interaction entre systèmes convectifs et un environnement favorable.

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Arnault, Joël. « Evolution cyclogénétique des perturbations convectives de l'Afrique de l'Ouest et de l'Atlantique tropical ». Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/651/.

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Résumé :

"La formation des Cyclones du Cap Vert met en jeu divers processus : les thalwegs, dorsales de l'onde d'Est africaine et l'anticyclone saharien en moyenne troposphère, les thalwegs des moyennes latitudes en moyenne et haute troposphère, le flux de mousson et les alizés au large de la côte Ouest africaine en basse troposphère, les systèmes convectifs. Ces processus sont étudiés à l'aide d'une climatologie sur cinq ans d'analyses du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme et d'images Meteosat. Deux cas particuliers sont ensuite modélisés avec Méso-NH : celui de la perturbation qui a donné naissance à l'ouragan Helene (2006) et celui de la " Perturbation D ", un cas de non-cyclogénèse observé pendant la campagne AMMA / SOP-3 à Dakar en septembre 2006. Les évolutions des perturbations simulées sont quantifiées à l'aide de bilans d'énergie et de tourbillon. Le résultat principal de cette thèse est que l'ajustement géostrophique du champ de vent à une perturbation de pression d'origine convective dans la région des Îles du Cap Vert ne se produit que lorsqu'il y a un apport d'énergie cinétique tourbillonnaire par une conversion barotrope, ainsi qu'une advection horizontale de tourbillon cyclonique. Ceci confirme l'hypothèse bien connue selon laquelle la cyclogénèse tropicale est le résultat d'une interaction entre systèmes convectifs et un environnement favorable. "
The formation of Cape Verde Cyclones is the result of an interaction between several processes: mid-level African easterly wave's troughs and ridges, low-level monsoon flow and trade winds off the West African coast, convective developements, mid-level Saharan anticyclone, low level Saharan heat low, mid-and upper level troughs of mid-latitude origin. These processes are investigated in a climatologic study of five season of European Center for Medium-range Weather Forcast analyses and Meteosat images. This is complemented with two case studies modelled with Méso-NH: the perturbation which spawn Hurricane Helene (2006) and the so-called "Perturbation D", a non-developing case observed during AMMA / SOP-3 in Dakar in September 2006. The simulated evolutions are quantified with energy and vorticity budgets. The main result of this thesis is that geostrophic adjustment of wind field to a pressure perturbation of convective origin in the Cape Verde Islands area occurs only if there is a production of eddy kinetic energy through barotropic conversion and a horizontal advection of cyclonic vorticity. This confirms the well-known hypothesis that tropical cyclogenesis is the result of an interaction between convective systems and a favourable environement

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GHEUSI, François. « Analyses eulériennes et lagrangiennes des systèmes convectifs quasi-stationnaires sur les Alpes ». Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009368.

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Résumé :

La thèse s'inscrit dans le thème "Mécanismes des précipitations orographiques" de MAP (Mesoscale Alpine Programme). Elle étudie le déclenchement et l'intensification des précipitations sur un relief exposé à un flux humide quasi-stationnaire, et examine le problème de la prévision numérique des fortes précipitations à l'échelle de quelques kilomètres. Un flux de sud à sud-ouest quasi-stationnaire caractérise la plupart des épisodes de pluies diluviennes sur les Alpes à l'automne, où de l'air méditerranéen est advecté vers le relief. Le cas de la POI (Période d'Observation Intensive) 2B de MAP est simulé avec le modèle MesoNH. Une méthode d'analyse lagrangiennne originale permet d'identifier une masse d'air sec d'échelle méso-béta sur la Méditerranée, et d'étudier son évolution et son influence sur la répartition des précipitations sur les Alpes. Les fortes précipitations sur les versants sud des Alpes sont étudiées grâce à des simulations idéalisées, où l'écoulement incident de sud ou sud-ouest est rendu uniforme et stationnaire. Les distributions obtenues, proches des données climatologiques, indiquent que les zones les plus arrosées correspondent à un forçage orographique du flux incident plus prononcé. Enfin, ces simulations permettent, à haute résolution et avec une microphysique explicite, l'identification de mécanismes de déclenchement et de développement de la convection spécifiques à la région sud-alpine - dont certains ont pu être observés pendant MAP. Ils se révèlent très complexes malgré la simplification des conditions en amont.

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Mathon, Vincent. « Etude climatologique des systèmes convectifs de meso-échelle en Afrique de l'Ouest ». Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077099.

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Gheusi, François. « Analyses eulériennes et lagrangiennes des systèmes convectifs quasi-stationnaires sur les Alpes ». Toulouse 3, 2001. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009368.

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Giret, Antoine. « Transferts thermiques convectifs dans le cadre de machines tournantes ». Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://www.theses.fr/2009ESMA0001.

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Résumé :

Les machines tournantes répondent non seulement à des objectifs électriques mais également à des contraintes thermiques. Il s'agit, en effet, de respecter un échauffement autorisé. Un ventilateur monté en bout d’arbre assure ainsi un écoulement de refroidissement. L'air emprunte trois circuits principaux : les canaux statoriques, les canaux rotoriques et l'entrefer. Le travail contribue ici à l'étude des échanges convectifs dans l’entrefer et les canaux statoriques. Il s'inscrit dans l'investigation de l'entreprise Leroy Somer pour l'optimisation du refroidissement des alternateurs électriques. Un dispositif expérimental a été réalisé, il permet de confronter des mesures à des résultats numériques dans une configuration d'entrefer d'alternateur. Comparé au cas lisse, l'originalité vient de la géométrie du rotor avec ses quatre canaux inter-polaires. La thermographie infrarouge est utilisée afin de déterminer les coefficients d'échange convectif au rotor et au stator. Au rotor, les résultats expérimentaux montrent un comportement convectif proche d'une configuration d'entrefer lisse. Une étonnante décroissance des coefficients apparaît cependant pour des grandes vitesses de rotation. La présence d'une structure hélicoïdale dans les canaux inter-polaires intensifie les échanges sur leurs parois. Les transferts au stator semblent améliorés par un effet centrifuge engendré par la rotation des canaux inter-polaires. Que ce soit pour le rotor ou le stator, l'entrée de l'entrefer est favorisée pour les transferts convectifs. Les simulations ont une tendance générale à sous-estimer les échanges convectifs au rotor et à les surestimer au niveau du stator. En complément, une analyse paramétrique numérique a été menée afin d'évaluer le potentiel d'amélioration de la performance des canaux statoriques dotés de perturbateurs
Rotating machinery must respect both electrical aims and thermal constraints. They are to be in agreement with a limit temperature level. Therefore, a blower provides a cooling air flow. There are three main flow ways: statoric ducts, rotoric ducts and air-gap. The work deals with the convective heat transfer study of air-gap and statoric ducts. It is part of the Leroy Somer company researches on electric generator cooling efficiency. A tests bench was developed to perform comparison between experimental results and numerical results on an alternator air-gap case. Our air-gap case originality, compared with a smooth one, comes with the particular rotor geometry and its four inter-polar gaps. Infrared thermography is used to provide convective heat transfer coefficients on rotor and stator. The rotor experimental results show a behaviour close to a smooth air-gap one. However, it is surprising to obtain a convective heat transfer coefficient decreasing when the rotor speed becomes greater. Moreover, an helical structure development in inter-polar gaps intensifies convective heat transfers. Stator heat transfers seem improved thanks to a centrifugal effect provided by the «ducts-between-poles» rotation. The air-gap entrance is the best convective heat transfer zone for both rotor and stator walls. The numerical results have a general tendency to underestimate convective heat transfer coefficients on rotor and to overestimate them on stator. To supplement the study, a parametric analysis is carried out to assess the efficiency improvement capacity of statoric ducts with ribs

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Vince, Jean-Marc. « Ondes propagatives dans des systèmes convectifs soumis à des effets de tension superficielle ». Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077345.

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Résumé :

Cette thèse s’intéresse à l’étude expérimentale d'ondes hydrothermales apparaissant dans une géométrie quasi-unidimensionnelle pour une couche de fluide avec surface libre soumise à des gradients horizontaux et verticaux de température. Ceux-ci sont induits par la présence d'un fil chaud au sein de la couche de fluide mais près de la surface libre. Nous mettons en évidence les propriétés générales de ces ondes avant de réaliser une étude expérimentale et théorique nous permettant d’appréhender l'aspect hydrodynamique de ce phénomène. Notamment nous nous intéressons aux rôles respectifs des effets de volume et des effets de surface dans le déclenchement de l’instabilité. Nous étudions aussi les propriétés critiques de l'apparition des ondes à l'aide de mesures près du seuil, ces dernières nous permettant de conclure à la nature convective de l’instabilité au voisinage du seuil. Enfin, par un forçage modulé dans le temps, nous faisons apparaître des ondes stationnaires a la place des ondes propagatives. Un travail théorique utilisant des équations d'amplitude et s'accordant très bien avec les observations expérimentales nous permet de comprendre le mécanisme d'apparition de ces ondes stationnaires.

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Pegliasco, Cori. « Structure verticale des tourbillons de mésoéchelle dans les quatre grands systèmes d'upwelling de bord est ». Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30331/document.

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Résumé :

Basé sur l'analyse conjointe et complémentaire de ~10 ans de données altimétriques et de profils verticaux de température et de salinité acquis par les profileurs Argo, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier en détail les caractéristiques de surface et la structure verticale des tourbillons dans les 4 grands systèmes d'upwelling mondiaux (EBUS Pérou-Chili, Californie, Canaries et Benguela), qui partagent une dynamique à grande échelle relativement similaire. Les résultats principaux montrent que l'ensemble des tourbillons détectés sur les cartes altimétriques dans les 4 EBUS ont des propriétés physiques relativement proches, avec une forte proportion de tourbillons de faibles dimensions ayant une durée de vie relativement courte. Au contraire, la faible partie des tourbillons échantillonnés par les profileurs Argo montre des dimensions bien plus grandes pour des durées de vie plus longues. La sur-représentation de ces grandes échelles dans le jeu des tourbillons échantillonnés par les profileurs Argo est donc le biais majeur des résultats obtenus sur la structure verticale des tourbillons. L'analyse des profils moyens d'anomalies de température et de salinité acquis par les profileurs Argo dans les tourbillons révèle une forte hétérogénéité entre les 4 EBUS, mais également au sein de chacun de ces systèmes d'upwelling. Les structures verticales des tourbillons sont fortement liées à l'hydrologie et à la dynamique locale. Par exemple, les tourbillons de subsurface du PCUS occupent plutôt la partie Sud du système, alors que les tourbillons intensifiés en surface sont présents à la limite Nord de la gyre subtropicale. Dans le CALUS, la présence de Cuddies se devine à la côte, les autres sous-régions contenant des tourbillons dont les anomalies sont majoritairement intensifiées à la base de la pycnocline, avec comme particularité un changement de signe lié à la salinité des couches superficielles. Le CANUS est peuplé de tourbillons très différents en fonction de leur position par rapport à la zone frontale du Cap Vert : au Nord, des tourbillons intenses en subsurface, avec la présence de quelques Meddies ; au Sud, des tourbillons très superficiels. De même dans le BENUS, la partie au Nord de 15°S contient plutôt des tourbillons intensifiés dans les couches de surface, alors qu'au Sud du front d'Angola-Benguela, les tourbillons présentent des anomalies fortes sur une grande partie de la colonne d'eau. L'extrême Sud de cet EBUS est également le lieu de passage des Anneaux des Aiguilles. Les contributions de l'advection isopycnale et du déplacement de la colonne d'eau sur la verticale nous permettent d'affiner la description de ces différentes structures. La présence de grands types de tourbillons, à la morphologie bien distincte (cœur de surface, de subsurface, grande extension verticale, tourbillons fortement intensifiés, etc.), est confirmée par l'étude des tourbillons spécifiquement générés dans la bande côtière. L'analyse Lagrangienne de ces tourbillons nous permet également de décrire l'évolution temporelle de leur structure verticale, qui montre une homogénéité temporelle inattendue. Cette thèse présente donc plusieurs outils facilement applicables dans différentes régions océaniques pour caractériser la structure thermohaline des tourbillons et fournit pour la première fois une description des grands types de tourbillons peuplant les EBUS, soulignant la grande diversité de la mésoéchelle
Merging ~10 years of altimetry maps and vertical profiles provided by Argo floats, we aim to study in details the eddy's surface characteristics and vertical structure in the 4 major Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS : Peru-Chile, California, Canaries and Benguela), sharing similar large-scale dynamics. Our main results show that the eddies detected on altimetry maps in the 4 EBUS have close physical properties, with a lot of small-scale structures (radius < 40km, amplitude < 1cm and lifetime < 30 days). In contrast, the few eddies sampled by Argo floats have larger dimensions (radius of ~90-140 km, amplitude of ~3-7 cm) and longer lifetimes (6-10 months). The major bias with the analyzed vertical structure is the over representation of these large-scale eddies. The temperature and salinity anomaly mean profiles acquired by Argo floats surfacing within eddies reveals a strong heterogeneity between each of the 4 EBUS, but also within them. The eddies' vertical structure is strongly influence by the local hydrology and dynamics. For example, the subsurface-intensified eddies of the PCUS tend to be located in the Southern part of this EBUS, while the surface-intensified eddies are preferentially located near the Northern boundary of the subtropical gyre. In the CALUS, we can identify Cuddies in some coastal sub-regions, but in this EBUS, most of the eddies are intensified at the base of the pycnocline, with a reversal of the salinity anomaly compared to the surface layers. In the CANUS, the Cape Verde frontal zone separates distinct subsurface-intensified eddies and some Meddies in the North, from the Southern part, where eddies are surface-intensified. In the same way, the Angola-Benguela Front of the BENUS separates the surface-intensified eddies in the North from strong, deep-reaching anomalies in the South. The Southern-most part of the BENUS is also a preferential pathway for the large Agulhas Rings and their associated cyclones. The respective contributions of isopycnal advection and vertical displacement improve the description of these very diverse structures. The presence of several eddy-types, with distinct thermohaline properties (surface or subsurface-intensified, deep vertical extend, intense or not, etc.) is confirmed by the study of eddies generated in the coastal area of each EBUS. Their Lagrangian analysis allows us to describe the temporal evolution of their vertical structure, which shows an unexpected temporal homogeneity. This manuscript presents different efficient tools used to analyze the surface characteristics, the thermohaline properties and the temporal evolution of mesoscale eddies in the 4 major EBUS, highlighting their diversity

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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.

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Résumé :

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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Morel, Christophe. « Caractérisation objective des systèmes convectifs européens à partir de leur suivi dans l'imagerie satellitaire ». Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30091.

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Yang, Taifeng. « Télédétection Multi-satellite des Propriétés des Systèmes Convectifs de l'Océan Indien ; Observation pendant la Mousson d'Hiver ». Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002121.

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Cette étude est basée sur les mesures collectées pendant la période d'observation de l'Expérience INDOEX (Indian Ocean Experiment) pendant l'hiver 1999. Le but de ce travail est premièrement d'examiner les propriétés des systèmes convectifs à mesoéchelle (MCSs) à l'aide des images METEOSAT-5 infrarouge; deuxièmement, d'étudier les précipitations en employant les données micro-ondes de DMSP-SSM/I et de TRMM-TMI; troisièmement, de présenter une comparaison des échantillonnages des données obtenus pour les orbites de différents satellites et de présenter un des avantages du nouveau satellite Megha-Tropiques. Dans la première partie, un algorithme de suivi des nuages sur les images Meteosat-5 IR a été appliqué pour calculer les paramètres radiatifs et morphologiques de chaque MCS. Les trajectoires de chaque MCS ont été construites, et les situations de dissipation, division et fusion des systèmes identifiées. La carte de fréquence d'occurrence montre que la plupart des systèmes se produisent dans la zone intertropicale de convergence (ITCZ) distribuée de l'Indonésie jusqu'au nord de Madagascar, deux autres secteurs distincts apparaissant au sud du Golfe du Bengale et au sud de Madagascar. Les résultats montrent que les MCSs qui ont un cycle de vie long sont fortement associés aux températures de brillance les plus froides, moins de 210 K, et à une surface énorme de couverture nuageuse, supérieure à 105 km2. Une autre étude porte sur l'orientation du mouvement de chaque MCS pour différentes durées de vie; elle indique les différentes directions préférentielles de propagation des MCSs dans chaque zone subdivisée: par exemple environ 63% des MCSs au sud de Madagascar vont vers l'est. La deuxième partie de l'étude a pour but de caractériser la relation entre la précipitation régionale et la distribution des MCSs. Les données SSM/I des trois satellites DMSP présents à cette période ont été employées pour estimer les précipitations. Le taux de pluie au-dessus de l'océan est dérivé à partir de l'algorithme de Scattering Index (SI) de Grody [1991]. Ces résultats sont comparés aux estimations de taux de pluie de TRMM TMI et au produit cumul de pluie mensuel et quotidien du Global Precipitation Climatology Project (GPCP). Une carte de taux de pluie moyen mensuel montre la corrélation élevée entre les précipitations et la fréquence de distribution des MCSs. Les variations journalières des précipitations montrent que la pluie a tendance à tomber le matin près des secteurs côtiers tandis qu'il n'y a pas de période préférencielle sur l'océan ouvert. Le dernier sujet concerne le rôle de l'amélioration de l'échantillonnage des mesures journalières sur un secteur spécifique de la région tropicale. Par comparaison avec les satellites DMSP et TRMM qui fournissent en moyenne une seule observation par jour, le futur satellite Megha-Tropiques fournira 3 à 6 observations par jour pour n'importe quel point entre 23°N à 23°S. Cela sera très utile pour les études des MCSs et des précipitations associées dans différentes phases de leur développement.

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Campos, Claudia Rejane Jacondino de. « Etude des systèmes précipitants convectifs par radar Doppler aéroporté : application à un cas de TOGA-COARE ». Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30022.

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Résumé :

Un des objectifs de l'experience internationale toga-coare, qui s'etait deroulee entre novembre 1992 et fevrier 1993, dans la region d'eaux chaudes du pacifique ouest, etait de mieux comprendre les principaux processus atmospheriques qui organisent la convection nuageuse. Aussi, un ensemble de moyens de mesures dont les radars doppler aeroportes fut mis en uvre pendant cette experience. La particularite de ces radars est la capacite a acquerir deux mesures d'un meme point sous deux angles differents. Ainsi chaque radar aeroporte, equivalant a un systeme de deux radars doppler au sol, peut fournir une description detaillee des precipitations et des structures cinematiques associees aux systemes convectifs echantillonnes. Le travail de these presente est base sur l'analyse et l'interpretation des donnees acquises par ces radars. Une methode de restitution du champ de vent tridimensionnel est d'abord decrite. Elle est capable de surmonter les problemes lies a l'echantillonnage par les radars doppler aeroportes, grace a l'utilisation des methodes variationnelles. L'application aux donnees collectees dans une ligne de grains le 22 fevrier 1993, a permis de degager les performances de la methode, notamment dans les regions ou l'approche traditionnelle fait defaut. Une autre application a ete effectuee sur les donnees collectees le 12 decembre 1992 dans un amas nuageux. Les resultats obtenus pour la structure du flux montrent le caractere classique de ce systeme, avec un flux ascendant a l'avant qui transporte l'air de basses couches vers le haut et un flux descendant a l'arriere. En ce qui concerne les resultats relatifs aux transports de quantite de mouvement au sein du systeme, ils sont aussi consistents avec ceux des travaux precedents, avec notamment un transport vertical de quantite de mouvement perpendiculaire a la ligne convective reducteur de gradient au-dessous de 3 et au-dessus de 8 kilometres, mais amplificateur de gradient entre ces niveaux. Ce qui produit un effet global d'augmentation du cisaillement du vent transverse

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Yang, Tai-Feng. « Télédétection multi-satellite des propriétés des systèmes convectifs de l'Océan Indien : observation pendant la mousson d'hiver ». Palaiseau, Ecole polytechnique, 2005. http://www.theses.fr/2005EPXX0020.

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Sane, Youssouph. « Représentation du cycle de vie des systèmes convectifs dans le modèle LMDZ pendant la campagne AMMA 2006 ». Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066051.

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Résumé :

Cette thèse a pour objectif d'étudier et d'améliorer la représentation du cycle de vie des systèmes convectifs de l'Afrique de l'Ouest (orages tropicaux, lignes de grains,. . . ) dans les modèles de circulation atmosphérique. Ces modèles de circulation sont devenus un des outils de base pour à la fois les recherches en physique du climat et pour la prévision opérationnelle du temps. La gamme d'échelles spatiales impliquée rend particulièrement complexe la modélisation de la mousson Ouest Africaine. Cependant, beaucoup de progrès ont été réalisés ces dernières années au Laboratoire de Météorologie Dynamique dans le développement des paramétrisations de convection nuageuse (Rio and Hourdin, 2008; Grandpeix et al. , 2010) et le modèle LMDZ est capable de représenter de façon correcte les caractéristiques moyennes du système de mousson Ouest Africaine. Notre travail de thèse repose en grande partie sur l'exploitation des données recueillies au cours de l'été 2006 pendant la période d'observation intensive (mesures sol, avions, ballons) de la campagne d'Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine (AMMA). L'amélioration de la représentation de la convection dans ces régions est un enjeu de première importance, à la fois pour l'amélioration des prévisions du temps et pour essayer de prévoir les possibles variations du climat sur la région dans le cadre du réchauffement global du climat. La discrimination des systèmes locaux et propagatifs a permis de faire la comparaison des systèmes locaux avec le modèle qui ne représente pas pour le moment la propagation des systèmes convectifs. Ainsi le cycle diurne des systèmes locaux est comparable au cycle diurne du modèle. Un des résultats marquant obtenu durant cette thèse concerne la représentation du cycle diurne des précipitations convectives. Nous avons en particulier, montré que la nouvelle "paramétrisation" de la convection orageuse, prenant en compte explicitement les "poches froides" créées sous les nuages par réévaporation des pluies convectives, développée par Grandpeix et al. , (2010), permet de décaler dans la soirée les pluies convectives (qui se produisent en générale beaucoup trop tot dans les modèles, vers 12h, en phase avec l'insolation), en bien meilleur accord avec les observations. Nous avons aussi mis au point une approche d'initialisation physique de la convection par des températures de brillance du satellite Météosat Seconde Génération (MSG). Cette approche d'initialisation détectant les zones convectives donne une meilleure représentation spatiale de la convection de manière cohérente avec les observations

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Fiolleau, Thomas. « Cycle de vie des systèmes convectifs de mousson dans les régions tropicales : préparation à la mission Megha-Tropiques ». Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00576870.

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Résumé :

La convection joue un rôle important dans le cycle de l'eau et de l'énergie des régions tropicales. Cette thèse s'intéresse à l'étude des systèmes convectifs dans les moussons africaines et indiennes par l'utilisation des observations issues de satellites météorologiques. Dans un premier temps, un nouvel algorithme appelé TOOCAN fondé sur une segmentation de l'imagerie IR en 3 dimensions (image+temps) a été développé dans le but de suivre de manière objective et automatique les systèmes convectifs. Cette nouvelle technique améliore la caractérisation de l'évolution du bouclier nuageux associé aux systèmes convectifs au cours de leur cycle de vie. Des composites des structures précipitantes au cours du cycle de vie du système nuageux organisé sont alors construits en fusionnant les données des satellites géostationnaires avec des estimations de précipitation issues des mesures micro-ondes à bord des satellites défilant. Ces techniques ont été appliquées aux données IR des satellites METEOSAT et aux données micro-ondes du satellite TRMM sur plusieurs saisons de mousson (JJAS 2002-2004) en Afrique de l'ouest et en Inde. Les résultats montrent que l'évolution temporelle de la nébulosité froide des systèmes convectifs est symétrique, avec une phase de croissance et de décroissance sur l'ensemble de la région d'étude. Il est aussi montré que les paramètres contraignants de ce modèle conceptuel de cycle de vie du nuage convectif sont fortement corrélés entre eux diminuant ainsi le nombre de degré de liberté du problème. L'utilisation de la méthode de fusion de données, permet de décrire l'évolution de la fraction précipitante et de la fraction convective au sein du système convectif. Ainsi, le cycle de vie des systèmes convectifs peuvent être décrits par trois phases : initiation, mature et dissipation. Ce schéma est robuste sur toute la région d'étude et les facteurs d'échelles de ce modèle idéalisé indiquent des spécificités régionales complexes.

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Leclair, De Bellevue Jimmy. « Analyse et modélisation des échanges verticaux induits par les systèmes convectifs des latitudes tropicales : effets sur l'ozone troposphérique ». Phd thesis, Université de la Réunion, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00468500.

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L'objectif était d'approfondir notre connaissance sur les mécanismes d'échanges, près des zone s de convection profonde, plus particulièrement en périphérie des cyclones tropicaux en explorant les liens entre la convection tropicale et l'ozone troposphérique. Une approche climatologique a montré que l'influence de l'occurence fréquente de ces systèmes convectifs sur l'ozone troposphérique est double. L'analyse d'un cas de transfert subsident intense le 6 avril 1995 à la Réunion, alors à l'ouest du système Marlène, a permis de caractériser cet échange stratosphère-troposphère. L'examen du modèle idéalisé de cyclone tropical Hurricane a apporté des compléments dynamiques et a généralisé cette étude de mécanismes. De manière complémentaire au cas Marlène, trois situations météorologiques distinctes ou une forte interaction entre les dynamiques de la convection, du système jet-front et des ondes de Rossby induisent des échanges stratosphère-troposphère sont documentées

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Leclair, de Bellevue Jimmy. « Analyse et modélisation des échanges verticaux induits par les systèmes convectifs des latitudes tropicales : effets sur l'ozone troposphérique ». La Réunion, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00468500/fr/.

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Résumé :

L'objectif était d'approfondir notre connaissance sur les mécanismes d'échanges, près des zone s de convection profonde, plus particulièrement en périphérie des cyclones tropicaux en explorant les liens entre la convection tropicale et l'ozone troposphérique. Une approche climatologique a montré que l'influence de l'occurence fréquente de ces systèmes convectifs sur l'ozone troposphérique est double. L'analyse d'un cas de transfert subsident intense le 6 avril 1995 à la Réunion, alors à l'ouest du système Marlène, a permis de caractériser cet échange stratosphère-troposphère. L'examen du modèle idéalisé de cyclone tropical Hurricane a apporté des compléments dynamiques et a généralisé cette étude de mécanismes. De manière complémentaire au cas Marlène, trois situations météorologiques distinctes ou une forte interaction entre les dynamiques de la convection, du système jet-front et des ondes de Rossby induisent des échanges stratosphère-troposphère sont documentées
The objective was to perform our knowledge on the mechanisms 'exchanges, close to the zone S of major convection, more particularly in periphery of the tropical cyclones by exploring the bonds between tropical convection and tropospheric ozone. A climatological approach showed that the influence of the occurrence attends these systems convectifs on tropospheric ozone is double. The analysis of a case of transfer intense subsident on April 6th, 1995 in Reunion, then on the West of the system Marlène, allowed to characterize this exchange stratosphere-troposphere. The examination of the model idealized by tropical cyclone Hurricane brought dynamic complements and generalized this study of mechanisms. In a additional way in the case Marlène, three different synoptic situations or a strong interaction between convection, jet-front system and Rossby waves induce stratosphere-troposphere exchanges have been documented

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Bovalo, Christophe. « Activité électrique et changements d'intensité des systèmes convectifs tropicaux dans le sud-ouest de l'océan Indien : Observations et modélisation ». Phd thesis, Université de la Réunion, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00972040.

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Résumé :

Depuis une vingtaine d'années, la qualité de la prévision de la trajectoire des cyclones tropicaux a fortement progressé mais peu d'améliorations ont été apportées à la prévision de l'intensité. Cette thèse s'intéresse aux changements d'intensité des cyclones tropicaux du sud-ouest de l'océan Indien sous l'angle original de l'activité électrique. Une première étude climatologique s'appuyant sur les données du réseau de détection d'éclairs World Wide Lightning Location Network (WWLLN) a permis de valider la qualité de ces données et de montrer que les cyclones tropicaux pouvaient être une source importante de production d'éclairs à l'échelle du bassin. À partir de ce résultat, une étude ciblée a été menée en considérant la spécificité du bassin et trois régions ont été définies (océan ouvert, région à proximité de la côte est de Madagascar et Canal du Mozambique). L'activité électrique des cyclones tropicaux dépend de la région où ils se trouvent ainsi que de leur stade d'intensité. Les éclairs semblent être un marqueur des phases d'intensification et d'affaiblissement dans certains situations. La troisième étape de cette thèse a consisté à simuler de manière idéalisée un cyclone tropical mature et a tenté d'expliquer les processus physiques à l'origine de l'activité électrique. Le modèle reproduit bien le comportement sporadique des éclairs habituellement observé. Des bilans montrent que ce cyclone présente trois phases caractéristiques, chacune associée à un comportement dynamique, microphysique et électrique différent. Enfin, une deuxième étude purement numérique a tenté d'identifier des estimateurs de l'activité électrique. Pour celà deux approches ont été adoptées : une étude globale et une étude par cellule. Dans les deux cas, les meilleurs estimateurs sont la masse totale de graupel, le volume d'updraft et le produit des flux des masses de glace précipitante et non précipitante.

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Bovalo, Christophe. « Activité électrique et variations d'intensité des systèmes convectifs tropicaux dans le sud-ouest de l'océan Indien : observations et modélisation ». Phd thesis, Université de la Réunion, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00984997.

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Résumé :

Depuis une vingtaine d'années, la qualité de la prévision de la trajectoire des cyclones tropicaux a fortement progressé mais peu d'améliorations ont été apportées à la prévision de l'intensité. Cette thèse s'intéresse aux changements d'intensité des cyclones tropicaux du sud-ouest de l'océan Indien sous l'angle original de l'activité électrique.Une première étude climatologique s'appuyant sur les données du réseau de détection d'éclairs World Wide Lightning Location Network (WWLLN) a permis de valider la qualité de ces données et de montrer que les cyclones tropicaux pouvaient être une source importante de production d'éclairs à l'échelle du bassin. À partir de ce résultat, une étude ciblée a été menée en considérant la spécificité du bassin et trois régions ont été définis (océan ouvert, région à proximité de la côte est de Madagascar et Canal du Mozambique). L'activité électrique des cyclones tropicaux dépend de la région où ils se trouvent ainsi que de leur stade d'intensité. Les éclairs semblent être un marqueur des phases d'intensification et d'affaiblissement dans certains situations. La troisième étape de cette thèse a consisté à simuler de manière idéalisée un cyclone tropical mature et a tenté d'expliquer les processus physiques à l'origine de l'activité électrique. Le modèle reproduit bien le comportement sporadique des éclairs habituellement observé. Des bilans montrent que ce cyclone présente trois phases caractéristiques, chacune associée à un comportement dynamique, microphysique et électrique différent. Enfin, une deuxième étude purement numérique a tenté d'identifier des estimateurs de l'activité électrique. Pourcelà deux approches ont été adoptées : une étude globale et une étude par cellule. Dans les deux cas, les meilleurs estimateurs sont la masse totale de graupel, le volume d'updraft et le produit des flux des masses de glace précipitante et non précipitante.

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Crumeyrolle, Suzanne. « Impact des systèmes convectifs sur les propriétés hygroscopiques des aérosols : analyse de deux cas d'étude durant la campagne AMMA ». Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/320/.

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Résumé :

En Afrique de l'ouest, trois types d'aérosols prédominent : les poussières désertiques, les aérosols de feu de biomasse et les sels marins. Le mélange de ces trois types de particules d'aérosols peut impacter à divers degrés les propriétés radiatives de l'atmosphère ainsi que la formation et la précipitation des nuages. Dans le cadre de la campagne de mesures AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) et pour caractériser au mieux ces particules, une veine de prélèvement ainsi qu'une plate-forme instrumentale ont été développés et implémentées dans un avion de recherche, l'ATR-42. Deux cas d'étude ont été sélectionnés, en juillet (SOP1) et en août (SOP2) 2006 afin de comprendre l'impact des systèmes convectif de méso-échelle (MCS) sur les propriétés hygroscopiques des aérosols. Les résultats des observations montrent une augmentation des propriétés hygroscopiques des particules due à la présence d'une pellicule de surface composée d'éléments solubles (sulfate, nitrate et chlorure). De façon à mettre en évidence les processus responsables de ces modifications, une simulation numérique a été réalisée. Cette simulation permet de décrire le mélange qui s'opère en phase aqueuse entre des éléments solubles et des poussières désertiques lesquelles, après évaporation, se recouvrent d'une pellicule de surface avant d'être réinjectées dans l'atmosphère
In West Africa, three types of aerosols prevail: desert dusts, biomass burning particles and sea salts. The mixing of these three types of particles may have consequences on atmospheric radiative properties and on cloud formation and precipitation. Within the framework of AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analyses) and to better characterize these particles, an isokinetic inlet as well as an instrumental platform were developed and deployed in the French research aircraft (ATR-42). Two study cases (July SOP1 and August SOP2 2006) illustrate the impact of the meso-scale convective systems (MCS) on the hygroscopic properties of particles. The observed results show an increase of particle hygroscopic properties due to the coating of soluble elements (sulfate, nitrate and chloride). Then, the simulation of the first study case shows the mixing of soluble elements and desert dusts in aqueous phase (i. E. Cloud droplets). After evaporation, dust particles coated with soluble elements are released in the atmosphere

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Bovalo, Christophe. « Activité électrique et variations d’intensité des systèmes convectifs tropicaux dans le sud-ouest de l’océan Indien : observations et modélisation ». Thesis, La Réunion, 2013. http://www.theses.fr/2013LARE0001/document.

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Résumé :

Depuis une vingtaine d'années, la qualité de la prévision de la trajectoire des cyclones tropicaux a fortement progressé mais peu d'améliorations ont été apportées à la prévision de l'intensité. Cette thèse s'intéresse aux changements d'intensité des cyclones tropicaux du sud-ouest de l'océan Indien sous l'angle original de l'activité électrique.Une première étude climatologique s'appuyant sur les données du réseau de détection d'éclairs World Wide Lightning Location Network (WWLLN) a permis de valider la qualité de ces données et de montrer que les cyclones tropicaux pouvaient être une source importante de production d'éclairs à l'échelle du bassin. À partir de ce résultat, une étude ciblée a été menée en considérant la spécificité du bassin et trois régions ont été définis (océan ouvert, région à proximité de la côte est de Madagascar et Canal du Mozambique). L'activité électrique des cyclones tropicaux dépend de la région où ils se trouvent ainsi que de leur stade d'intensité. Les éclairs semblent être un marqueur des phases d'intensification et d'affaiblissement dans certains situations. La troisième étape de cette thèse a consisté à simuler de manière idéalisée un cyclone tropical mature et a tenté d'expliquer les processus physiques à l'origine de l'activité électrique. Le modèle reproduit bien le comportement sporadique des éclairs habituellement observé. Des bilans montrent que ce cyclone présente trois phases caractéristiques, chacune associée à un comportement dynamique, microphysique et électrique différent. Enfin, une deuxième étude purement numérique a tenté d'identifier des estimateurs de l'activité électrique. Pourcelà deux approches ont été adoptées : une étude globale et une étude par cellule. Dans les deux cas, les meilleurs estimateurs sont la masse totale de graupel, le volume d'updraft et le produit des flux des masses de glace précipitante et non précipitante
Tropical cyclone track forecast has improved over the past two decades but little improvement have been done in intensity changes forecast. This thesis focuses on the intensity changes of tropical cyclones in the southwest Indian ocean through the original aspect of lightning activity. A climatology of lightning activity in the southwest Indian ocean using data from the World Wide Lightning Location Network (WWLLN) is first proposed. Results showed that the WWLLN was able to locate and capture the lightning activity in the basin and that tropical cyclones can be considered as a major source of lightning flashes in some oceanic parts of this region. From this result, study of lightning activity in tropical cyclones of the southwest Indian ocean has been done considering the basin configuration. Thus, three regions were defined: open ocean, region near the eastern coast of Madagascar and the Mozambique Channel. The location and intensity of lightning activity depend on the region and the intensity stage. Lightning flashes seem to be a proxy of intensification or weakening under some conditions. The third step of this thesis was to simulate in an idealized framework a mature tropical cyclone. The model was first able to reproduce the sporadic behavior of lightning activity as observed. Budgets have shown that the presence of three distinctive phases characterized by different dynamical, microphysical and electrical behaviors. Finally, another purely numerical work tried to identify some proxies of lightning activity according two approaches : a global analysis anda per-cell analysis. In both cases, the best proxies are the total graupel mass, the updraft volume and the product of precipitating and non-precipitating ice mass fluxes

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Nabil, Lamrani. « Dynamique et microphysique des systèmes convectifs de l'Afrique de l'Ouest : Une analyse d'une ligne de grains par radar Doppler polarimétrique ». Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00358206.

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Résumé :

Dans le cadre du projet international AMMA, visant à documenter la variabilité de la Mousson Africaine de l'Ouest (MAO), le radar polarimétrique Doppler en bande-C, RONSARD, ainsi qu'un récepteur bistatique Doppler ont été déployés dans le nord du Bénin durant l'été 2006 pour appréhender la dynamique et la microphysique des systèmes convectifs caractéristiques de la Mousson.
La phase de préparation de cette campagne a été l'occasion de proposer une solution au problème posé par un réseau de radar Doppler monostatique-bistatique : la contamination des données bistatiques par les lobes secondaires de la fonction d'antenne du radar monostatique. Cette solution basée sur l'analyse variationnelle permet de s'affranchir du rejet systématique de données bistatiques contaminées, pratiqué jusqu'alors. Testée avec des données synthétiques, puis réelles, cette méthode permet d'utiliser l'ensemble des données échantillonnées et donc d'assurer des restitutions 3D de champs de vent sur des domaines plus importants avec des méthodes Dual-Doppler classiques.
Durant la campagne, le récepteur bistatique n'a pas fonctionné, et, seul le radar RONSARD a assuré une acquisition de mesures exploitables sur le nord du Bénin. Aussi, l'étude de la ligne de grains du 28 juillet 2006, qui fait suite à la phase expérimentale, sera principalement basée sur ces données. La dynamique et la microphysique de ce système ont pu être détaillées à l'échelle convective et à la mésoéchelle. Sa dynamique, comparable à des études antérieures sur le même thème, nous a permis en la comparant à sa distribution particulaire de mieux comprendre les processus microphysiques mis en jeu dans les différentes régions d'intérêt. Les restitutions microphysiques sont cohérentes avec les descriptions de la dynamique du système avec une évidente organisation des classes d'hydrométéores de la phase liquide en pluie fine, modérée et forte dans la partie convective, et en pluie fine à modérée dans la partie stratiforme. A proximité de l'isotherme 0°C, une couche de mélange composée de neige mouillée a été identifiée. Concernant la région convective, la phase solide nous a montré une structure mixte de neige roulée et de grêle, piégée dans un environnement de cristaux de glace et de neige sèche. La fonte des particules solides et la coalescence de particules fines de pluie contribuent au renforcement des précipitations en pluie moyenne. A la mésoéchelle, l'analyse composite a fait apparaître le lien entre les panaches de mélange de neige roulée et de grêle avec le renforcement de la pluie moyenne ainsi que le rôle joué par l'évaporation sous la partie stratiforme de la ligne de grains.

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Lamrani, Nabil. « Dynamique et microphysique des systèmes convectifs de l'Afrique de l'ouest : une analyse d'une ligne de grains par radar doppler polarimétrique ». Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/448/.

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Résumé :

Dans le cadre du projet international AMMA, visant à documenter la variabilité de la Mousson Africaine de l'Ouest (MAO), le radar polarimétrique Doppler en bande-C, RONSARD, ainsi qu'un récepteur bistatique Doppler ont été déployés dans le nord du Bénin durant l'été 2006 pour appréhender la dynamique et la microphysique des systèmes convectifs caractéristiques de la Mousson. La phase de préparation de cette campagne a été l'occasion de proposer une solution au problème posé par un réseau de radar Doppler monostatique-bistatique : la contamination des données bistatiques par les lobes secondaires de la fonction d'antenne du radar monostatique. Cette solution basée sur l'analyse variationnelle permet de s'affranchir du rejet systématique de données bistatiques contaminées, pratiqué jusqu'alors. Testée avec des données synthétiques, puis réelles, cette méthode permet d'utiliser l'ensemble des données échantillonnées et donc d'assurer des restitutions 3D de champs de vent sur des domaines plus importants avec des méthodes Dual-Doppler classiques. Durant la campagne, le récepteur bistatique n'a pas fonctionné, et, seul le radar RONSARD a assuré une acquisition de mesures exploitables sur le nord du Bénin. Aussi, l'étude de la ligne de grains du 28 juillet 2006, qui fait suite à la phase expérimentale, sera principalement basée sur ces données. La dynamique et la microphysique de ce système ont pu être détaillées à l'échelle convective et à la mésoéchelle. Sa dynamique, comparable à des études antérieures sur le même thème, nous a permis en la comparant à sa distribution particulaire de mieux comprendre les processus microphysiques mis en jeu dans les différentes régions d'intérêt. Les restitutions microphysiques sont cohérentes avec les descriptions de la dynamique du système avec une évidente organisation des classes d'hydrométéores de la phase liquide en pluie fine, modérée et forte dans la partie convective, et en pluie fine à modérée dans la partie stratiforme. .
During the AMMA international project, aimed to observe the variability of the West African Monsoon, the C-band polarimetric Doppler radar RONSARD and a bistatic receiver have been deployed in northern Benin during summer 2006 in order to document dynamics and microphysics of monsoon-related convective systems. The preparation phase of this campaign gave us an opportunity to examine and to propose a solution to the problem involved in a monostatic-bistatic Doppler radar network: the sidelobe contamination of bistatic measurements by the monostatic radar antenna gain. This solution based on variational analysis, proposes an alternative solution to the forced rejection of bistatic Doppler data so far considered. Tests with synthetic and real data are performed and this method allow us to use the complete sampled dataset in order to retrieve 3D wind fields on more important domains, using classical dual-Doppler methods. During the campaign, the bistatic receiver did not work and only the RONSARD radar provided exploitable measurements on northern Benin. In particular, the RONSARD data collected within the 28th July 2006 squall line were used to document the dynamics and microphysics at convective scale and mesoscale in this study. Dynamics, comparable to those from previous studies, and hydrometeor distribution allow us to better understand the microphysical processes involved in different regions of interest. .

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Nguyen, Phu Hung. « Etude des échanges convectifs à l'entrée d'une perforation : application à la thermique des parois multiperforées des chambres de combustion ». Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2290.

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Résumé :

Le développement de nouveaux concepts de chambre de combustion pour les moteurs aéronautiques a toujours pour objectif d'augmenter les performances, tout en réduisant l'émission des polluants produits par la combustion. Pour cela, il est nécessaire d'augmenter la température des gaz brûlés et donc de refroidir plus efficacement les parois de la chambre sans augmenter le prélèvement d'air de refroidissement. Dans ce contexte, nos travaux de thèse ont porté sur la technique de refroidissement de la paroi de chambre de combustion par multiperforation. La connaissance du comportement thermique de cette paroi est indispensable à l'optimisation de cette technique. Deux parties principales ont été développées : la première partie de nos travaux concerne l'étude expérimentale et numérique du transfert convectif d'un écoulement circulant dans un tube à entrée de type ‘‘rétrécissement brusque'' et à faible facteur de forme (ℓ/d compris entre 1,5 et 13,5). Ces études nous permettent de mettre en évidence l'influence de chacun des paramètres géométriques (longueur et diamètre du tube) et aérodynamiques (vitesse et intensité turbulente de l'écoulement dans le tube) sur l'échange convectif et sur l'aérodynamique de l'écoulement dans une perforation. Le couplage entre thermique et aérodynamique a été identifié. Des corrélations pour déterminer le transfert convectif local et moyen dans la perforation ont été aussi établies. La seconde partie, purement numérique, a été consacrée à l'optimisation du refroidissement par multiperforation en déterminant la distribution des températures (maximale, minimale. . . ) dans la paroi en fonction des différents paramètres géométriques (espacement entre les perforations, épaisseur de la paroi,. . . ) et aérothermiques (températures et vitesses des écoulements,. . . ). Cette paroi multiperforée est revêtue d'une couche de céramique sur la face en aval des perforations. Les perforations sont disposées en quinconce et orientées perpendiculairement à la surface. Les simulations sont effectuées en régime permanent et prennent en compte, entre autres, la condition limite dans la perforation obtenue dans la première partie de cette étude. Des corrélations sur les températures (maximale, minimale. . . ) de la paroi multiperforée, essentielles pour dimensionner la paroi de chambre de combustion, ont été proposées
The development of new concepts of combustion chamber for the aeronautical engines always has for objective to increase the performances, while reducing the emission of the pollutants produced by the combustion. For that, it is necessary to increase the temperature of the burnt gases and therefore to cool the wall of the room more efficiently without increasing the extraction of cooling air. In this context, our works of thesis were about the cooling wall technique of the combustion chamber by full coverage film cooling. The knowledge of the thermal behavior of this wall is indispensable to the optimization of this technique. Two main parts have been developed : the first part of our work reportes to the experimental and numerical study on the convectif transfer of an air flow circulating in a tube with a square edged inlet and a weak factor of form (ℓ/d comprise between 1,5 and 13,5). These studies enable us to highlight the influence of each geometrics parameters (length and diameter of the tube. . . ) and aerodynamics parameters (velocity and turbulent intensity of the flow in the tube. . . ) on the convectif exchange and the aerodynamics of the flow in a perforation. The coupling between thermic and aerodynamic was identified. Correlations to determine the local and average convectif transfer in the perforation were also established. The second part, purely numerical, was dedicated to optimization of multiholes cooling by determining the distribution of the temperatures (maximum, minimal. . . ) in the wall according to the various geometrics parameters (spacing enters the perforations, thickness of the wall,. . . ) and aerothermics parameters (temperatures and speeds of the flows,. . . ). This multiperforate wall is covered with a layer of ceramics on the face downstream the perforations. The perforations are arranged staggered and oriented perpendicularly to surface. The simulations are carried out in permanent regime and take into account, among others, the boundary condition in the perforation obtained in the first part of this study. Correlations on the temperatures (maximum, minimum. . . ) multiperforate wall, essential to dimension the wall of combustion chamber, were proposed

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Bresson, Emilie. « Mécanismes de formation des systèmes convectifs quasi-stationnaires en Méditerranée nord-occidentale : application au cas du 15 juin 2010 sur le Var ». Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00822669.

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Résumé :

La Méditerranée nord-occidentale est affectée par des épisodes de pluie intense, prin- cipalement durant l'automne. L'objectif de la thèse était de mieux comprendre la relation entre les caractéristiques de l'environnement météorologique de méso-échelle et la lo- calisation et l'intensité de ces systèmes fortement précipitants, en étudiant les différents mécanismes de déclenchement et d'entretien de la convection profonde. Cette relation a d'abord été étudiée au moyen de simulations idéalisées de systèmes convectifs quasi-stationnaires affectant la région Cévenole. Des expériences de sensibilité aux caractéristiques du flux marin en terme d'humidité et de vitesse ont permis d'étudier les mécanismes expliquant la localisation du système précipitant. Les résultats de cette étude idéalisée ont ensuite été confrontés au cas des inondations du Var du 15 juin 2010. Un ensemble conséquent de simulations numériques a été réalisé afin d'obtenir la meilleure simulation de l'évènement permettant l'étude des mécanismes à l'origine du système précipitant quasi-stationnaire observé sur le Var.

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Bresson, Émilie. « Mécanismes de formation des systèmes convectifs quasi-stationnaires en Méditerranée nord-occidentale : application au cas du 15 juin 2010 sur le Var ». Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1660/.

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Résumé :

La Méditerranée nord-occidentale est affectée par des épisodes de pluie intense, principalement durant l'automne. L'objectif de la thèse était de mieux comprendre la relation entre les caractéristiques de l'environnement météorologique de méso-échelle et la localisation et l'intensité de ces systèmes fortement précipitants, en étudiant les différents mécanismes de déclenchement et d'entretien de la convection profonde. Cette relation a d'abord été étudiée au moyen de simulations idéalisées de systèmes convectifs quasi-stationnaires affectant la région Cévenole. Des expériences de sensibilité aux caractéristiques du flux marin en terme d'humidité et de vitesse ont permis d'étudier les mécanismes expliquant la localisation du système précipitant. Les résultats de cette étude idéalisée ont ensuite été confrontés au cas des inondations du Var du 15 juin 2010. Un ensemble conséquent de simulations numériques a été réalisé afin d'obtenir la meilleure simulation de l'évènement permettant l'étude des mécanismes à l'origine du système précipitant quasi-stationnaire observé sur le Var
Northwestern Mediterranean region is often affected by heavy precipitating events,mostly during autumn. The present study aims at better understanding the relationshipbetween mesoscale meteorological environment characteristics and location and intensityof heavy precipitating systems, by investigating mechanisms responsible for deep convectiontriggering and maintain. First, idealised numerical simulations of quasi-stationary convective systems over the Cevenol region were analysed to highlight the dominent mechanisms. Sensitivity experiments varying humidity and wind speed of the marine inflow help to establish relationships between environment characteristics, dominent triggering mechanisms and precipitating system location. The results of this idealised study were confronted to the flood case of Var, June 15th, 2010. A quite large set of numerical simulations were performed to reproduce at best the heavy precipitation event. Then, the best simulations were used to understand the mechanisms leading to the quasi-stationary precipitating system observed over the Varregion

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Coutris, Pierre. « Analyse des propriétés dimensionnelles et massiques des cristaux de glace pour l’étude des processus microphysiques dans les systèmes convectifs à méso-échelle ». Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC007/document.

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Résumé :

L’étude des propriétés et processus microphysiques caractérisant la phase glace permet de mieux définir le rôle des nuages dans le cycle de l’eau et sur bilan radiatif de l’atmosphère. Les modèles atmosphériques et les codes d’inversion des données de télédétection utilisent des paramétrisations établies à partir de mesures in situ. Ces mesures servent également des besoins industriels en lien avec la problématique du givrage en aéronautique. L’étude présentée se base sur les données de deux campagnes aéroportées réalisées dans le cadre de la collaboration internationale HAIC-HIWC, ciblant les zones à fort contenu en glace que l’on peut observe rau sein des systèmes convectifs à méso-échelle (MCS) tropicaux. Sur la question des relations « masse-diamètre » (m - D) d’abord, une nouvelle approche est présentée. Basée sur la résolution d’un problème inverse, elle permet de restituer la masse des cristaux à partir de mesures colocalisées classiques en s’affranchissant de la traditionnelle hypothèse de loi puissance, et montre que cette dernière ne permet pas de représenter correctement les propriétés massiques de populations de cristaux hétérogènes (morphologie et tailles différentes) typiques des MCS. La variabilité horizontale des distributions de tailles permet d’étudier le vieillissement de l’enclume d’un point de vue microphysique et de souligner le rôle essentiel du processus d’agrégation dans l’élimination des petits cristaux apportés dans la haute troposphère par la convection profonde et dans la formation d’agrégats supra-millimétriques, précurseurs glacés des précipitations stratiformes. Les relations m - D restituées permettent d’identifier des régimes microphysiques distincts et ouvre la voie aux développement d’une paramétrisation de la masse volumique des hydrométéores en fonction de critères environnementaux
The detailed characterization of ice cloud microphysics is key to understand their role in theEarth’s hydrological cycle and radiation budget. The developement of atmospheric models and remote sensingalgorithms relies on parametrisations derived from in situ measurements. These measurements are also usedby the aviation industry to handle the problem of ice crystal icing. This PhD work presents an analysis of themass and size properties of ice crystals observed in high ice water content areas embedded in tropical mesoscaleconvective systems (MCS) during two airborne field campaigns of the HAIC-HIWC international project.A new approach is developped to derive mass-size relationships (m - D) from size distributions and icewater contents. The retrieval is formulated as an inverse problem which waives the power law constraint, aclassical assumption that proves to be an oversimplification when applied to heterogeneous populations of iceparticules typical of MCS anvils.The horizontal variability of size distributions and the aging of MCS anvils is described in terms of microphysicalprocesses. The importance of the aggregation growth process is emphasized as it efficiently removessmall ice particles brought into the upper troposphere by deep convection and significantly contributes to theformation of large agregates, precusor of the stratiform precipitations. The analysis of mass properties revealsthat distinctive microphysical regimes may be identified from the m-D relationship retrieved in various conditions.It paves the way toward a statistical model of the effective density of ice particles as a function of environmentalparameters

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Seghir-Ouali, Souhil. « Echanges convectifs à l'intérieur d'un cylindre tournant soumis à un flux d'air axial : application à l'étude thermique d'un moteur à aimants permanents de puissance élevée ». Valenciennes, 2006. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/7beb69f5-85d1-475d-a9f4-6b64f8b75bf3.

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Cette thèse s’intéresse au comportement thermique en régime permanent d’un moteur électrique destiné à la propulsion navale. Une modélisation tridimensionnelle de type nodal a été développée et a débouché sur la construction d’un outil numérique de prévision du comportement thermique du moteur. Compte tenu de l’intérêt qu’offre la région d’air de l’intérieur du rotor creux pour le refroidissement de la machine étudiée, une attention particulière est consacrée à l’identification expérimentale du coefficient d’échange au niveau de la paroi interne du rotor. Pour cela nous avons conçu un banc d’essais et développé une procédure pour identifier ce coefficient d’échange. Les résultats ont permis de mettre en évidence les domaines d’influence de l’écoulement axial et de la rotation du cylindre. Au terme de cette étude des corrélations adimensionnelles reliant le taux de transfert convectif aux paramètres aérodynamiques ont pu être proposées. Une étude paramétrique réalisée à l’aide de l’outil numérique a permis d’une part, d’évaluer l’influence de différents facteurs sur la distribution des températures, et d’autre part de dégager les premières voies d’optimisation thermique et de mise en place de techniques de refroidissement efficaces
This thesis deals with the thermal behavior of an electric machine with permanent magnets and used for naval propulsion. A permanent three-dimensional model based on a nodal approach was developed to predict the thermal behavior of the machine in steady state. Due to the wide interest that the air region of the interior of the hollow rotor offers to cool down the machine, particular attention is carried out to the experimental identification of the heat exchange coefficient of the inner rotor surface. For this purpose, we designed a specific experimental setup and developed a procedure to identify this exchange coefficient. The results show the existence of domains where the axial flow and the rotation of the cylinder are influent. At the end of the study, dimensionless correlations connecting the heat transfer rate to the aerodynamic parameters are proposed. A parametric study using this model is carried out aiming at two objectives. The first one consists in an evaluation of the influence of several physical quantities on the temperature field. The second one aims at obtaining the inception of the thermal optimization and evaluating the most efficient cooling techniques or solutions

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Van, Der Velde Oscar Arnoud. « Morphologie de sprites et conditions de productions de sprites et de jets dans les systèmes orageux de méso-échelle ». Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1191/.

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Résumé :

Ce document décrit l'analyse des conditions de production de phénomènes lumineux transitoires dans la mésosphère, produits en réponse à des décharges électriques énergétiques orageuses localisées au-dessous. Pendant les campagnes d'observation EuroSprite, quelques centaines d'images de sprites ont été obtenues, fournissant des informations sur la morphologie, la localisation et le moment de leur production. Des données issues de radars météorologiques, de satellite météosat, de deux types de système de détection d'éclairs, et de récepteur radio large bande ont été analysées. Des études de cas et une étude statistique sur un grand nombre de cas de sprites produits par 7 orages distincts sont réalisées. L'analyse porte sur le rôle de la composante intranuage des éclairs nuage-sol positifs à l'origine des sprites et notamment le lien avec leur morphologie, sur la relation avec le stade d'évolution des orages, et enfin sur les conditions associées à la production d'un jet géant aux Etats-Unis. Les sprites observés ont été produits par des systèmes convectifs de moyenne échelle (MCS) lorsque la partie stratiforme était en phase d'expansion. Les séquences des éclairs nuage-sol et l'activité intranuage observées au moment des sprites confirment une propagation horizontale importante (convective-vers-stratiforme). Les sprites de type colonne sont produits avec des délais plus courts que les sprites de type carotte. Plus le délai est court plus le nombre d'éléments est grand et plus leur luminosité est concentrée à une altitude élevée. Le jet géant semble avoir été favorisé par la configuration de charge et l'activité d'éclairs plutôt que l'altitude du sommet du nuage
This dissertation is devoted to the description of the conditions of production of transient luminous phenomena (sprites, jets, elves) in the mesosphere, which occur in response to energetic lightning discharges in thunderstorms underneath. During EuroSprite observation campaigns, a few hundred images of sprites have been obtained, providing information about event morphology, location and timing. Precipitation data from weather radar and cloud top altitude from Meteosat, as well as two lightning detection networks and a wide-band radio receiver have been analyzed. The methodology includes case studies and a statistical study over a large number of sprites produced by 7 different storms. The work focuses on the aspect of the intracloud lightning component associated with positive cloud-to-ground flashes, the link with the morphology of sprites, and the life cycle of thunderstorm systems. Additionally, a storm which produced a rare gigantic jet observed in the United States is analyzed in detail. The observed sprites were produced by mesoscale convective systems (MCS) during the expanding phase of the stratiform region. The cloud-to-ground flash sequences and the intracloud lightning component observed at the time of sprites confirm a large horizontal convective-to-stratiform propagation, as mechanism of charge collection, explaining displaced sprites. Sprites of column-type are produced with shorter delays than carrot sprites, and the shorter the delay, the more elements, their luminosity concentrating at greater altitudes. The gigantic jet appears to have been promoted by a certain charge configuration and lightning activity pattern, rather than a high cloud top altitude

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Domingues, Ramos Maria Helena. « Analyse de la pluviométrie sous des systèmes nuageux convectifs : étude de cas sur des données de la ville de Marseille et de la méthode ISIS de Météo-France ». Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://www.theses.fr/2002GRE10062.

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Résumé :

Les systèmes convectifs sont souvent associés à des orages violents et des inondations. Cette thèse contribue à l'analyse de la probabilité d'apparition d'un orage dans sa dimension spatiotemporelle. Les données pluviométriques de Marseille et les données de la méthode ISIS de Météo-France de détection satellite de systèmes convectifs de méso-échelle (SCME) ont été mises en relation au pas de temps de la demi-heure (avril à septembre, 1993 à 1997). Les résultats montrent que la présence d'un SCME conditionne fortement les distributions des pluies ponctuelles et des lames d'eau. Environ 50% des systèmes sont associés à une pluie moyenne non-nulle sur la ville. Le risque de pluies fortes est environ 2. 5 fois plus important quand un SCME est présent. La notion de sévérité d'un orage a été introduite comme étant la période de retour des plus forts cumuls de pluie observés sur la ville pour différentes durées et surfaces. Les graphes de sévérité de trois événements orageux observés à Marseille montrent la forte variabilité de périodes de retour des orages. L'analyse structurale des champs de pluies a indiqué une corrélation spatiale plus forte quand on considère la pluie sous SCME, par rapport à la pluie observée en absence de SCME. L'analyse a mis en évidence une échelle de variabilité liée à la taille caractéristique des cellules convectives et une variabilité résiduelle, de taille caractéristique plus importante, correspondant probablement à la transition des zones convectives et stratiformes qui accompagnent les SCME. Un modèle de simulation de champs de pluies, basé sur la méthode des bandes tournantes, a été inféré sur les données sous SCME. Une première analyse statistique des pluies simulées a permis de montrer que ce modèle reproduit bien les moments climatologiques et spatiaux des données. Il peut être utilisé pour calculer par une approche Monte-Carlo les courbes IDSF (intensité-durée-surface-fréquence) de la pluie sous SCME.

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Drigeard, Elise. « Microphysique glacée des systèmes convectifs observés dans le cadre de Megha-Tropiques en Afrique de l'Ouest : comparaison des mesures aéroportées avec des radars sol et un modèle numérique ». Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22531/document.

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Résumé :

La météorologie tropicale est un élément majeur pour le fonctionnement de l’atmosphère et pour le climat terrestre. Le satellite Megha-Tropiques regroupe des instruments de télédétection utilisant des algorithmes de restitution complexes. Cette thèse participe à la mise au point de stratégies de validation de ces algorithmes par l’acquisition d’une meilleure connaissance de la phase glacée des systèmes convectifs de méso-échelle (MCS) tropicaux, en s’appuyant sur la campagne de mesures réalisée à Niamey au Niger à l’été 2010. De nombreux MCS à fort contenu en glace (IWC, Ice Water Content) ont été documentés à la fois par une instrumentation aéroportée, et par des radars au sol. Les informations obtenues grâce aux sondes aéroportées, et l’utilisation d’une loi masse-diamètre permettent de calculer une valeur de réflectivité Zin-situ. Le développement d’une méthode de colocalisation des mesures réalisées par les radars sol sur la trajectoire de l’avion a abouti à la validation du calcul de Zin-situ. La relation entre la réflectivité et l’IWC n’a pas été clairement observée pour le radar-précipitation du MIT. De plus, l’IWC est mieux documenté avec un radar-nuage qu’avec un radar-précipitation car ce dernier est trop sensible aux cristaux de grande taille. Les mesures in-situ s’avèrent donc indispensables pour obtenir l’information microphysique utile à la validation des algorithmes de restitution satellites et elles ne peuvent pas être remplacées par des mesures de réflectivités effectuées depuis le sol. L’utilisation du modèle numérique WRF (Weather Research and Forecasting) pourrait également permettre de connaître au mieux les MCS. Pour le cas d’étude analysé dans cette thèse, la modélisation a généré une ligne de grains mais n’a pas reproduit correctement toutes les caractéristiques du MCS réellement observé. Des différences dynamiques et microphysiques sont apparues. L’analyse du champ de réflectivité simulé grâce aux CFAD (Contoured Frequency by Altitude Diagrams) a montré une sous-estimation de la réflectivité par rapport aux observations. L’utilisation du schéma microphysique de Morrison, plus complexe que celui de Thompson initialement employé, n’a pas permis d’améliorer les résultats. Les performances du modèle WRF ne sont pas encore suffisantes pour aider à la validation des algorithmes de restitution satellites
Tropical meteorology is a major issue for atmospheric physics and earth’s climate. The Megha-Tropiques satellite combines several teledetection instruments which need complex restitution algorithms. This work contributes to the development of validation’s strategies for these algorithms. This requires a better knowledge of the tropical mesoscale convective systems’ (MCS) ice phase. In this thesis, we use data from the Niamey’s (Niger) campaign, which took place during summer 2010. Numerous MCS with high Ice Water Content (IWC) were analyzed with an airborne instrumentation and ground radars. Reflectivity Zin-situ is calculated using airborne microphysic probes’ information and a mass-diameter relationship. A spatial and temporal interpolation technique is developed to colocalize the aircraft position with ground radar measurements. This method leads to the validation of Zin-situ calculation. The relationship between reflectivity and IWC is not satisfactory for the MIT precipitation radar. Moreover, the cloud radar gives better informations about the IWC than the precipitation radar. Indeed, precipitation radars are too sensitive to large ice crystals. Therefore, in-situ measurements are essential to get microphysic information in order to validate restitution algorithms used by satellites. They can’t be replaced by ground based reflectivity measurements. The WRF (Weather Research and Forecasting) model was used in order to get a better knowledge of MCS. In this work, we analyzed one case study. For this case, WRF generates a typical squall line but it doesn’t correctly reproduce every observed characteristics. Several dynamical and microphysical differences appear between simulation and observations. The simulated reflectivity field is analyzed by CFAD (Contoured Frequency by Altitude Diagrams) and it shows a general underestimated reflectivity compared to the observations. The Thompson microphysic scheme is replaced by the more complex Morrison scheme, but this modification doesn’t improve the results of the simulation. Consequently, the WRF model isn’t yet efficient enough to help with the restitution algorithms’ validation

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Riederer, Peter. « Modèle de zone adapté aux essais de régulateurs de systèmes de chauffage et de climatisation ». Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2002. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000632.

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L'étude des régulateurs utilise à ce jour des modèles de zone à un seul nœud d'air. Un nouveau modèle de zone, distinguant les différentes positions possibles du capteur est développé dans cette thèse. A partir d'une étude expérimentale en chambre climatique et de simulations sur code CFD, on établit la liste des phénomènes thermiques et aérauliques, à prendre en compte lors du développement du modèle pour différents systèmes de chauffage et de climatisation. L'approche zonale, divisant l'air d'une pièce en plusieurs sous-volumes, est choisie car elle est bien adaptée pour tenir compte des phénomènes convectifs caractérisant les différents systèmes de chauffage et de climatisation. Le modèle de zone est divisé en deux parties: un modèle zonal représentant l'ambiance occupée et un modèle supplémentaire relatif aux emplacements du capteur. Ainsi on peut évaluer les conditions de confort dans la zone d'occupation et l'impact des différentes positions du capteur. Le modèle est validé pour une cellule test équipée de différents systèmes de chauffage et de climatisation. Une analyse de sensibilité est ensuite menée afin de tester la sensibilité aux paramètres principaux du modèle. La qualité de la régulation et la consommation d'énergie sont ensuite comparées pour différentes positions du capteur dans une pièce équipée de différents émetteurs et systèmes de climatisation. Les résultats sont comparés à ceux obtenus par un modèle à un nœud d'air. La principale conclusion de cette thèse est que l'influence de la position du capteur est fortement fonction du système de chauffage et de climatisation et du type de régulateur. Les différences, en général négligeables en terme de confort de l'occupant, peuvent devenir importantes au niveau de la consommation d'énergie. De ce fait, on peut définir pour quels systèmes de climatisation le modèle à un nœud d'air doit être remplacé par le modèle développé.

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Fontaine, Emmanuel. « Masse des cristaux de glace et facteurs de réflectivité radar dans les systèmes de nuages convectifs de moyenne échelle formés dans les Tropiques et la région de la mer Méditerranée ». Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22527/document.

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Résumé :

Cette thèse s’intéresse à la variabilité de la relation mass-diamètre (m(D)) des hydrométéores en phase glace présents dans les systèmes convectif de moyenne échelle (MCS). Elle s’appuie sur une base de données acquise pour 4 types de MCS différents durant 4 campagnes de mesure aéroportée : (i) MCS de la mousson Africaine (Continent ; MT2010), (ii) MCS de l’océan Indien (MT2011), (iii) MCS de la Méditerranée (côtes ; HyMeX), (iv) MCS de la mousson Nord-Australienne (côtes ; HAIC-HIWC). La relation m(D) est calculée à partir de l’analyse combinée des images des hydrométéores enregistrées par les sondes optiques et les facteurs de réflectivité mesurés à l’aide d’un radar Doppler embarqués sur le même avion de recherche. Il est d’usage que la relation m(D) des hydrométéores soit représentée par une loi puissance (avec un pré-facteur et un exposant), qui doit être contrainte par des informations supplémentaires sur les hydrométéores. Une étude théorique sur les formes des hydrométéores à l’aide de simulations en 3 dimensions dans lesquelles les hydrométéores sont orientés aléatoirement et projeté sur un plan, permet de contraindre l’exposant β de la relation m(D) en fonction de l’exposant σ de la relation surface-diamètre (S(D)). La relation S(D) est aussi représentée par une loi puissance, et elle peut-être calculée pour une population d’images d’hydrométéores enregistrés par les sondes optiques. La variabilité de l’exposant est finalement calculée à partir de la variabilité de l’exposant σ déduis des images des hydrométéores. Ensuite le pré-facteur α est calculé à partir de simulations des facteurs de réflectivité, de sorte que les facteurs de réflectivité simulés soient égaux aux facteurs de réflectivité mesurés par le radar nuage le long de la trajectoire de l’avion dans les MCS. Des profils moyens en fonction de la température sont calculés pour les coefficients de la relation m(D), les distributions en tailles des hydrométéores et les contenus massiques de glace dans les MCS (CWC). Les profils moyens pour les quatre types de MCS sont différents les uns des autres. Pour les quatre types de MCS, il est montré que les variations des coefficients de la relation m(D) sont corrélées avec les variations de la température. Four types de paramétrisations de la relation m(D) sont calculées depuis l’analyses des variations des coefficients de la relation m(D). Le bénéfice apporté par l’utilisation de relation m(D) non constante contrairement à l’utilisation de relation m(D) avec α et β constant, est démontré en étudiant l’impact de toutes les paramétrisations de la relation m(D) sur le calcul des relations Z-CWC et Z-CWC-T
This study focuses on the variability of mass-diameter relationships (m(D)) and shape of ice hydrometeors in Mesoscale Convective Systems (MCS). It bases on data base which were recorded during four airborne measurement campaigns: (i) African monsoon’s MCS (continent; MT2010), (ii) Indian Ocean’s MCS (MT2011), (iii) Mediterranean’s MCS (costs; HyMeX), (iv) North-Australian monsoon’s MCS (costs; HAIC-HIWC). m(D) of ice hydrometeors are derived from a combined analysis of particle images from 2D-array probes and associated reflectivity factors measured with a Doppler cloud radar on the same research aircraft. Usually, m(D) is formulated as a power law (with one pre-factor and one exponent) that need to be constrained from complementary information on hydrometeors. A theoretical study of numerous hydrometeor shapes simulated in 3D and arbitrarily projected on a 2D plan allowed to constrain the exponent β of the m(D) relationship from the exponent σ of the surface-diameter S(D) relationship, which is likewise written as a power law. Since S(D) always can be determined for real data from 2D optical array probes or other particle imagers, the evolution of the m(D) exponent can be calculated. After that, the pre-factor α of m(D) is constrained from theoretical simulations of the radar reflectivity factor matching the measured reflectivity factor along the aircraft trajectory. Mean profiles of m(D) coefficients, particles size distributions and Condensed Water Content (CWC) are calculated in functions of the temperature, and are different for each type of MCS. For the four types of MCS, it is shown that the variability of m(D) coefficients is correlated with the variability of the temperature. Four types of m(D) parametrisations are calculated since the analysis of the variability of the m(D) coefficients. The significant benefit of using variable m(D) relations instead of a single m(D) relationship is demonstrated from the impact of all these m(D) relations on Z-CWC and Z-CWC-T fitted parametrisations

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Sainsaulieu, Lionel. « Modélisation, analyse mathématique et numérique d'écoulements diphasiques constitués d'un brouillard de gouttes ». Palaiseau, Ecole polytechnique, 1991. http://www.theses.fr/1991EPXX0012.

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La modélisation Eulérienne des écoulements diphasiques conduit à des systèmes convectifs diffusifs écrits sous forme non conservative. Nous montrons comment obtenir un système bien posé à partir des équations de Navier-Stokes qui régissent l'écoulement du gaz autour des gouttes et du liquide à l'intérieur des gouttes. Les solutions faibles du système hyperbolique non conservatif extrait du modèle Eulérien sont définies comme limites de solutions du système du second ordre lorsque les phénomènes de diffusion sont négligés. Nous résolvons alors le problème de Riemann. Plus généralement, nous définissons onde de choc pour une grande classe de systèmes hyperboliques écrits sous forme non conservative. La dernière partie est consacrée à l'analyse numérique d'écoulements dyphasiques constitués d'un brouillard de gouttes
Eulerian modelization of sprays leads to convection-diffusion systems written under non conservatrice form. We show how the averaging of the Navier-Stokes equations satsified by the gas flow around the droplets and the liquid flow inside the droplets leads to a well-posed problem. The shock waves solutions of the first order non-conservative system extracted from this model are defined as the limit when the diffusion processes are neglected of solutions of the second order system. Then we solve the Riemann problem. More generally this method allows us to define shock waves solutions for a wide class of hyperbolic systems written under non-conservative form. Finally the last section deals with the numerical simulation of sprays

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Besson, Lucas. « Processus physiques responsables de l'établissement et de la variabilité de la mousson africaine ». Paris 6, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00420498.

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Résumé :

La Mousson Africaine est un système complexe, qui présente des variations interannuelles très importantes. Ces variations se traduisent par des fluctuations considérables des précipitations. Avoir une meilleure compréhension du système complexe qu'est la mousson peut permettre de mieux cerner les mécanismes qui influencent la production des précipitations sur le Sahel. La première partie de ce travail consiste en une comparaison entre deux saisons de mousson aux régimes de précipitations différents afin d'extraire les caractéristiques communes et différentes, pour les appliquer à l’étude de la saison de mousson de la campagne AMMA. Cette étude est complétée par une compréhension des processus dynamiques et thermodynamiques qui sont à l'origine du déclenchement de l'Onset de la mousson, et qui permettent l'installation des conditions favorables au développement des précipitations sur le Sahel. Le second volet est basé sur les mécanismes physiques qui entrent en compte dans le cycle de vie des lignes de grains sur le Sahel. Enfin, la dernière partie traite de l'impact des systèmes de méso-échelle sur leur environnement en terme de bilan de chaleur et d'humidité.

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Astudillo, Orlando. « Rôle des interactions océan-atmosphère-continent sur la dynamique de la couche limite marine dans la région d'upwelling du Chili central ». Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30360.

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Résumé :

Les systèmes de courant de bords est (EBUS) sont les régions océaniques des latitudes tropicales à moyennes le long des côtes ouest des continents. Ils abritent des écosystèmes marins très productifs en raison de la circulation atmosphérique de surface dirigée vers l'équateur qui font remonter des eaux profondes froides (upwelling) enrichies en éléments nutritifs à l'origine de la vie marine le longde la côte. Si les processus océaniques fondamentaux de l'upwelling côtier sont bien connus (transport et pompage d'Ekman), la modélisation océanique des EBUS reste problématique en raison des difficultés pour prendre en compte de manière réaliste des phénomènes à fine échelle spatiale dans la zone de transition entre le littoral et l'océan du large. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur le système d'upwelling dit de Humboldt (côtes du Pérou et du Chili) et sur l'influence des caractéristiques méso-échelles des vents près de la côte, en particulier la décroissance vers la cotes du vent (appelé "drop-off") qui détermine l'importance relative des processus d'Ekman, et donc, la structure spatiale de la zone d'upwelling. Une approche combinée basée sur l'analyse de données satellitaires et sur la modélisation régionale, océanique et atmosphérique, est utilisée pour étudier la sensibilité de la circulation océanique le long de la côte Chili central aux caractéristiques du drop-off. Dans un premier temps, la circulation atmosphérique de surface moyenne à saisonnière le long du littoral du Pérou et du Chili est documentée pour la première fois à partir des données altimétriques de quatre missions satellites (ENVISAT, JASON1, JASON2 et SARAL). L'analyse révèle l'existence d'une réduction marquée de la vitesse du vent le long de la côte, bien que le taux de réduction varie en fonction de la latitude. Malgré la répétitivité relativement faible des satellites, nous montrons que les données altimétriques permettent néanmoins d'échantillonner le cycle saisonnier du drop-off. L'estimation de l'upwelling côtier à partir de ces données suggère que le pompage d'Ekman tend en moyenne à dominer par rapport au transport d'Ekman le long de la côte péruvienne, alors que le long de la côte chilienne, le transport d'Ekman est le processus dominant. Dans un second temps, un modèle atmosphérique régional (WRF) à différentes résolutions horizontales (36 km, 12 km et 4 km) dans une configuration imbriquée zoomée sur la région centrale du Chili a été développé afin de produire des champs atmosphériques présentant des caractéristiques différentes du drop-off. Les solutions du modèle atmosphérique sont d'abord évaluées par rapport aux observations, indiquant un plus grand réalisme près de la côte que les réanalyses atmosphériques. Le rotationnel du vent cyclonique simulé le long de la côte associé au drop-off présente des échelles transversales comprises entre 8 et 45 km avec une variabilité latitudinale significative, en accord avec les vents altimétriques. Lorsque la résolution du modèle est augmentée, le drop-off est généralement d'autant plus confiné à la côte et le modèle indique une saisonnalité marquée avec un maximum d'intensité au printemps-automne. La contribution relative de la divergence côtière et du pompage d'Ekman présente une modulation latitudinale liée aux détails de l'orographie et de la ligne de côte
Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS) are the tropical to mid-latitudes oceanic regions along the west coast of the continents. They host very productive marine ecosystems owing to the mean equatorward low-level atmospheric circulation that uplifts cool subsurface nutrient-enriched waters that trigger marine life along the coast. While the fundamental oceanic processes behind such process are well known (i.e. Ekman transport and pumping), the oceanic modeling of the EBUS has remained problematic owing to difficulties in accounting realistically for phenomena at fine spatial scales in the transition zone between the littoral and the off-shore ocean. In this thesis we have focused on the Peru-Chile Upwelling System (so-called Humboldt system) and on the influence of the cross-shore mesoscale features of the winds near the coast, particularly the shoreward wind drop-off, which determinate the relative importance of the Ekman processes, and thus, the spatial and temporal structure of the upwelling. A combined approach based on satellite data analysis and regional modeling, both oceanic and atmospheric, is used to investigate the sensitivity of the oceanic circulation along the coast of central Chile to the characteristics of the wind drop-off. As a first step, the mean to seasonal near-shore surface atmospheric circulation along the coast of Peru and Chile is documented for the first time based on the altimeter data from four satellite missions (ENVISAT, JASON1, JASON2 and SARAL). The analysis reveals the existence of a marked shoreward reduction in the wind speed all along the coast, although the reduction rate is latitudinally dependent. Despite the relatively weak repetitivity of the satellites, it is shown that the altimetric data are able to sample the seasonal cycle of the wind drop-off at some locations. The estimate of coastal upwelling from these data suggests that Ekman pumping tends on average to dominate with respect to Ekman transport over the Peruvian coast, whereas over the central-Chilean coast, the Ekman transport is the dominant process. In a second step, a regional atmospheric model (WRF) at different horizontal resolutions (36km, 12km and 4km) in a nested configuration zoomed over the central-Chile region was developed in order to produce atmospheric fields with different characteristics of the wind-stress curl (drop-off) along the coast. The atmospheric model solutions are first evaluated against the satellite observations, showing a much larger realism than atmospheric Reanalyses near the coast. In particular, the simulated cyclonic wind curl along the coast related to the wind drop-off exhibit length scales between 8 and 45 km with a significant latitudinal variability, which is in agreement with the altimetric winds. The higher model resolution, the more confined to the coast the wind drop-off, with the latter evidencing a marked seasonality with a maximum intensity in spring-fall and minimum in winter. The relative contribution of the coastal divergence and Ekman pumping exhibits a latitudinal modulation linked to details in the orography and coastlines

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Besson, Lucas. « Processus Physiques Responsables de l'Etablissement et de la Variabilité de la Mousson Africaine ». Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00420498.

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Résumé :

La Mousson Ouest Africaine est un système complexe, qui présente des variations interannuelles très importantes. Ces variations se traduisent par les fluctuations considérables des précipitations sur le continent. Avoir une meilleure compréhension du système complexe qu'est la mousson africaine peut permettre de mieux cerner les mécanismes qui influencent la production des précipitations sur le Sahel. La première partie de ce travail de thèse consiste en une comparaison entre deux saisons de mousson aux régimes de précipitations différents afin d'extraire les caractéristiques communes et différentes, pour les appliquer à l'étude de la saison de mousson durant laquelle s'est déroulée la campagne AMMA. Cette étude est complétée par une compréhension des processus dynamiques et thermodynamiques qui sont à l'origine du déclenchement de l'Onset de la mousson, et qui permettent l'installation des conditions favorables au développement des précipitations sur le Sahel. Le second volet est basé sur les mécanismes physiques qui entrent en compte dans le cycle de vie des lignes de grains sur le Sahel. Enfin, la dernière partie traite de l'impact des systèmes de méso - échelle sur leur environnement en terme de bilan de chaleur et d'humidité dans le quadrilatère sud de l'expérience AMMA.

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Thèses sur le sujet « Systèmes convectifs de mésoéchelle »

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