Observer, comprendre et paramétrer les interactions aérosol-rayonnement-nuage
Denjean, Cyrielle
Observing, understanding and parameterising the interactions between aerosols, radiation and clouds
Environ trois milliards de tonnes d'aérosols sont injectés chaque année dans l'atmosphère par des sources naturelles ou anthropiques. Ils résident en moyenne une semaine dans la troposphère et peuvent être transportés à grande distance depuis leurs zones d'émission, constituant ainsi un phénomène global. Les aérosols sont au coeur de questions environnementales, sanitaires, sociales et économiques posées à nos sociétés. Parmis elles, l'amplitude du changement climatique face aux émissions d'aérosols est une des grandes interrogations actuelles en sciences climatiques, et une question fondamentale dans la compréhension des enjeux du réchauffement climatique. Mes travaux de recherche portent sur le rôle des aérosols dans le changement climatique à travers leurs interactions avec le rayonnement et les nuages. Les nombreuses incertitudes qui subsistent sur les mécanismes de ces interactions et leurs conséquences sur la température de l'atmosphère, la formation, la réflectivité et le temps de vie des nuages et la dynamique atmosphérique sont la motivation principale de mes travaux de recherches. Ma stratégie repose sur : (i) la levée des limitations technologiques, instrumentales et algorithmiques associées à la recherche instrumentale et expérimentale par le développement de nouveaux instruments de mesures afin de progresser dans la caractérisation des propriétés d'intérêt des aérosols ; (ii) l'amélioration des connaissances sur les propriétés des aérosols au cours de leur cycle de vie et les processus mis en jeux par la mise en oeuvre sur le terrain de protocoles expérimentaux spécifiques et par l'analyse scientifique des jeux de données et (iii) le transfert des résultats issus des observations vers les modèles numériques par la quantification de paramètres clefs et le développement de paramétrisations décrivant les interactions entre les aerosols, le rayonnement et les nuages, en s'appuyant sur les mesures obtenues sur le terrain. Ce mémoire illustre les travaux de recherche auxquels j'ai contribués pour avancer dans ces différents domaines. Mon approche repose principalement sur la mesure in-situ des aérosols depuis des plateformes au sol et aéroportées (principalement avion de recherche) des propriétés microphysiques, chimiques, optiques et hygroscopiques des aérosols dans le but de mieux comprendre leurs impacts sur le climat. Ces mesures in-situ sont souvent complétées par des observations de télédétection au sol et satellitaire, ainsi que par des simulations numériques obtenues par le biais de collaborations scientifiques. Le bilan de mes travaux de recherche est organisé autour de trois sujets d'étude: les interactions poussières minérales - rayonnement, les interactions carbone suie - rayonnement et les interactions aérosol - nuage. La conclusion du mémoire sera une présentation de mes projets en cours autour de la thématique des feux de forêt et de végétation.</p>
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