Application d'une méthode utilisant un radar millimétrique pour récupérer les paramètres microphysiques des nuages de glace en arctique

• Main Author: Dubuis, Frédéric
• Format: Text
• Language: English
• Published: 2021
• Subjects: Nuages glacés; Nuages optiquement minces; Arctique; Microphysique; Lidar; Radar; Nunavut; Eureka; Arctique*
• Online Access: http://archipel.uqam.ca/14892/1/M17150.pdf

Ce travail a pour objectif de tester une méthode de récupération des propriétés microphysiques des nuages de glace en arctique, à l’aide d’un radar millimétrique(MMCR). Nous voulons notamment pouvoir distinguer les TIC1 (Thin Ice Cloud de type 1) des TIC2. Il est supposé que ces derniers sont plus aptes à précipiter et favorisent donc la déshydratation de la troposphère arctique au cours d’un processus nommé « rétroaction déshydratation - effet de serre » (RDES) (Blanchet et Girard, 1994). La présence d’un MMCR et d’un lidar arctique à haute résolution spectrale (AHSRL) à la station Eureka, Nunavut, jusqu’en 2011, permettait l’utilisation d’une méthode de récupération exploitant une synergie des deux instruments. Le retrait du lidar en 2011 a cependant conduit à près de 10 ans de données radar inexploitées. La méthode radar est comparée à la méthode radar-lidar lors d’une période d’activité des deux instruments, de 2006 à 2009, dans le but d’en fixer les limites. Elle utilise la réflectivité et la composante Doppler du radar pour calculer la vitesse de chute des cristaux. Leur taille ainsi que le contenu en glace du nuage peuvent ensuite être retrouvés au moyen de lois empiriques et statistiques. Les résultats montrent que la méthode radar rencontre des difficultés lorsque la vitesse Doppler est faible ou qu’elle a une forte variabilité. Ceci résulte de la difficulté de dissocier cette variable en ses deux composantes : la vitesse terminale de chute des particules et le mouvement vertical de l’air. Néanmoins, l’analyse des propriétés microphysiques d’un TIC1 et d’un TIC2 montre que la méthode peut distinguer les deux types de nuage. Son application à la totalité des données récoltées au cours des hivers de 2006 à 2009 nous a permis de fixer des seuils précis pour chacune des variables du radar, au delà desquels elle ne devrait pas être utilisée. Après l’application des limites, la quantité de diamètres retrouvés dépassant l’incertitude de la méthode (40%), initialement de 30-40%, est réduite à 20-30%. ...