Étude des interactions entre les aérosols, les nuages et la radiation avec le modèle WRF-Chem couplé à une microphysique avancée pour la formation des nuages glacés en Arctique - Keita, Setigui Aboubacar (2022)
Le lancement des satellites CloudSat et CALIPSO dans le cadre de la mission A-Train ainsi que la campagne ISDAC (Indirect and Semi-Direct Aerosols Campaign) de mesures in-situ ont permis à Grenier et al. (2009) et Jouan et al. (2012) de caractériser deux types de nuages de glace (TIC pour Types of Ice Clouds) en Arctique qui diffèrent par leur microstructure. Les TIC-1 sont constitués de nombreux petits cristaux de glace en suspension dans l’air, visibles par le lidar mais invisibles au radar, alors que les TIC-2 sont détectés par le lidar et le radar et sont caractérisés par une faible concentration en gros cristaux de glace donnant lieu à des précipitations. Les travaux précités ont permis d’établir une corrélation entre les concentrations d’acide sulfurique et la présence des TIC-2. L’hypothèse formulée à la suite de ces travaux est que la formation des TIC-2 est liée à l'acidification des aérosols, qui inhibe et affecte les propriétés de nucléation hétérogène de la glace de ces noyaux glaçogènes (INPs pour Ice Nuclei Particles). En conséquence, la concentration en INPs est réduite dans les masses d’air riches en sulfates, ce qui entraîne une plus faible concentration de cristaux de glace. Pour une quantité de vapeur d’eau donnée, les cristaux atteignent une taille plus importante (Jouan et al. 2012; Jouan et al. 2014). Les modèles arrivent difficilement à dissocier ces deux types de nuages de glace (Keita et Girard 2016; Keita et al. 2019). L'utilisation d'un paramétrage approprié pour la nucléation hétérogène des cristaux est essentielle pour représenter correctement les nuages de glace dans les modèles météorologiques et climatiques et pour comprendre ensuite leurs interactions avec les aérosols et le rayonnement. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d’améliorer les simulations des nuages de glace observés et caractérisés durant ces dernières années de recherche en Arctique. Ces expériences font suite à des travaux antérieurs de modélisation de Girard et al. (2013) et de Keita et Girard (2016), où il a été ...