Caractérisation des processus microphysiques permettant la représentation des rétroactions associées aux nuages dans les modèles numériques du climat

Article mis en ligne le 05/03/2020

Deux articles utilisant les observations combinées des instruments POLDER et MODIS ont été publiées récemment sur la base des produits développés par le LOA et diffusés par le Centre de Données et Services ICARE.

Les deux études apportent des éléments nouveaux pour la caractérisation des processus microphysiques dont la compréhension est essentielle pour représenter correctement les rétroactions associées aux nuages dans les modèles numériques du climat.

Le premier article publié par Coopman et al (GRL, 2020) montre que les nuages en phase liquide passent d’autant plus facilement en phase glace que les gouttelettes qui les composent sont grosses (Illustration 1).

Ce résultat reste valable indépendamment des latitudes et des conditions météorologiques telles que l’ascension à grande échelle ou l’humidité. Cette étude est la première à adresser cette question d’un point de vue global, exploitant la synergie de deux capteurs spatiaux passifs POLDER/PARASOL opéré par le CNES et MODIS/AQUA opéré par la NASA.

Ces résultats sont particuliérement pertinents pour les questions s’attachant à comprendre si les nuages amplifieront ou non le réchauffement des climats futurs et pour la caractérisation des nuages et des précipitations dans l’océan Austral.

 

Le deuxième article produit par van Diedenhoven et al (JGR, 2020) fournit une analyse globale des propriétés optiques, de tailles et de formes des cristaux de glace observés au sommet des nuages à partir des instruments POLDER et MODIS (Illustration 2).

L'analyse démontre que le facteur d’asymétrie caractéristique de la diffusion par les cristaux de glace décroit au fur et à mesure que les cristaux de glace deviennent plus gros, et ce contrairement au comportement communément supposé dans les modèles de propriétés optiques.

Ces résultats ont des implications importantes pour la représentation des propriétés microphysiques des nuages de glace dans les modèles et par conséquent l’estimation des forçages radiatifs associés.

De plus les observations suggèrent que la dépendance à la température de la taille et de la forme des cristaux observés au sommet des nuages est principalement dominée par les processus de croissance par déposition de vapeur d’eau, résultat à nouveau important pour la représentation des processus associés à la phase glace dans les modèles.

Les 2 articles sont disponibles en ligne :

Coopman et al : Space-based analysis of the cloud thermodynamic phase transition for varying microphysical and meteorological regimes, Geophysical Research Letters : https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL087122

Van Diedenhoven et al : Global statistics of ice microphysical and optical properties at tops of optically thick ice clouds, Journal of Geophysical Research Atmosphere : https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JD031811

Les produits combinés POLDER-MODIS utilisés dans ces études (http://www.icare.univ-lille1.fr/parasol/products) sont disponibles via l’archive AERIS/ICARE : http://www.icare.univ-lille1.fr/archive?dir=PARASOL/PM-L2/