Une application de la photométrie stellaire à l'observation de nuages optiquement minces à Eureka, NU

摘要

Ce travail a été élaboré durant la mise en œuvre d'un photomètre stellaire capable de supporter l'hiver polaire à la station météorologique Eureka. Il s'agit d'un nouvel instrument, dans un nouvel environnement, et le but est de démontrer son utilité dans le cadre d'une application à l'étude des nuages optiquement minces. Dans ce sens, on veut intégrer les observations d'épaisseurs optiques fournies par le photomètre stellaire dans une analyse multi-paramètres avec toute la panoplie d'instruments disponibles à Eureka (80°N, 86°W, île Ellesmere, Canada). Nous avons suivi une scène nuageuse pendant 6 jours (4-9 mars 2011), engendrée par deux systèmes dépressionnaires consécutifs. Elle est formée des nuages de types TIC-2A (Thin Ice Clouds de type 2, définis comme détectables à la fois par le lidar sur le satellite Calipso et le radar sur CloudSat), ayant au-dessus une couche mince de nuages TIC-1 (détectés par Calipso, seulement). Malgré cette dynamique, l'atmosphère reste en stabilité statique, avec advection horizontale de vapeur d'eau et sans soulèvement évident. Grâce aux observations de photométrie stellaire, nous avons suggéré que, dans ce cas, la nucléation serait probablement amorcée par advection verticale d'aérosols, entraînés vers le bas par le vortex polaire, à partir de la basse stratosphère. Les autres instruments précisent qu'elle aurait effectivement lieu au sommet des nuages, près de la tropopause, à des températures moindres que -60°C, à sursaturation par rapport à la glace. Cette hypothèse est renforcée par la mise en évidence que la quantité d'eau cristallisée reste quasi constante entre le sommet des nuages et la surface. L'air ambiant à cet endroit était quasi dépourvu de vapeur d'eau. Il s'agit donc des conditions typiques pour la nucléation des aérosols d'acide sulfurique, tel que décrit par l'effet « rétroaction déshydratation - effet de serre » (RDES) (Blanchet et Girard, 1994). Les types de cristaux engendrés sont, probablement, rosettes de balles (première dépression) et agrégats de plaquettes (deuxième dépression). Le photomètre stellaire a précisé l'évolution des aérosols à l'intérieur des nuages, ce qui ouvre une nouvelle voie pour améliorer la modélisation atmosphérique.ud______________________________________________________________________________ udMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : nuages minces, photométrie stellaire, coefficient d'Angstrom, synergie, lidar, précipitation, RDES.