Comment la glace dans les nuages permettra d’estimer les courants ascendants au cœur des orages
Les courants ascendants de l’air au cœur des orages jouent un rôle essentiel dans la météorologie et le climat, mais restent difficiles à mesurer directement. Dans le cadre de la préparation d’une prochaine mission spatiale du CNES, une équipe de scientifiques du Laboratoire d’aérologie de l’Université de Toulouse (LAERO-OMP, CNRS/IRD/UT) a développé un important jeu de simulations d’orages réalistes. Leur étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research : Atmospheres le 11 novembre, montre que la variation de la quantité de glace dans les nuages pourra servir à estimer ces mouvements depuis l’espace.
La mission spatiale C2OMODO du CNES, prévue pour 2030, a pour objectif d’estimer ces mouvements verticaux à l’aide de signaux micro-ondes sensibles à la présence de glace dans les nuages et mesurés à moins de deux minutes d’intervalle. Quand un courant ascendant se renforce, il emporte de la glace vers le haut. Deux mesures micro-ondes très rapprochées détectent cette variation et la vitesse de l’air peut alors en être déduite. En préparation de cette mission, il est nécessaire de comprendre comment ces signaux satellitaires sont liés aux mouvements verticaux de l’air.
« Les observations directes de la vitesse verticale au sein des cœurs des systèmes orageux convectifs sont rares », indique Jean-Pierre Chaboureau, physicien à l’Observatoire Midi-Pyrénées au sein du LAERO et co-auteur de l’étude. « En conséquence, aucun jeu de données de grande ampleur et représentatif des conditions réelles n’existait jusqu’à présent. » Pour combler cette lacune, l’équipe de scientifiques a créé un nouveau jeu de données, intitulé MesoNHforC2OMODO RASTA-km.
Instantanés des champs de vitesse verticale (isosurface correspondant à 4 m·s⁻¹, en rouge) et des nuages (isosurface correspondant à un rapport de mélange de 0,01 g·kg⁻¹ pour les condensats de glace, en bleu foncé, et les condensats liquides, en gris clair, respectivement), issus de la simulation du vol 7 de la campagne CADDIWA.
Celui-ci repose sur des simulations atmosphériques à haute résolution, étayées par cinq campagnes aéroportées de mesures au cours desquelles le radar RASTA a observé des systèmes convectifs profonds. Ce jeu de données comprend environ 1,2 milliard de profils atmosphériques issus de plus de 50 simulations. Il a fait l’objet d’une évaluation approfondie à partir d’observations radar et satellitaires.
À l’aide de ce jeu de données, les chercheurs confirment, sur des orages réalistes, des résultats obtenus jusqu’ici sur des cas idéalisés : les variations des signaux micro-ondes simulés pour C2OMODO sont étroitement liées aux variations de la quantité de glace. Pour les orages en phase de développement, ces variations permettent par ailleurs d’estimer l’intensité des courants ascendants.
Références
Vertical Velocity Deduced From Ice Change in MesoNHforC2OMODO RASTA-km, a Data Set of Deep Convection Simulations Assessed Against Observations Journal of Geophysical Research : Atmospheres, novembre 2026 Consulter l'article scientifique
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