Desroches Lapointe, Aurélie
(2023).
« Étude de l'écoulement à fine-échelle avec un lidar doppler lors d'évènements de précipitations dans les Rocheuses canadiennes en 2019 » Mémoire.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de l'atmosphère.
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Résumé
En Terrain complexe, l'orographie perturbe l'écoulement atmosphérique à toutes les échelles, ce qui affecte les interactions des particules qui précipitent dans l'atmosphère. Ces interactions ont des répercussions sur les conditions météorologiques à la surface et en altitude. À grande-échelle, le soulèvement dynamique est le processus principale responsable des précipitations orographiques. À des petites échelles, ces interactions sont attribuables à une multitude de processus, tels que le mécanisme de renforcement de la formation des précipitations (seeder-feeder mechanism en anglais), les changements de phases et la déposition préférentielle. Les caractéristiques et les types des hydrométéores reçus à la surface sont le résultat des conditions atmosphériques dans lesquelles ils se forment et précipitent, dû aux interactions entre ces particules et l'environnement. Cette étude vise à caractériser l'écoulement de fine-échelle associé à des évènements de précipitations survenus dans le sudest des Rocheuses canadiennes au printemps 2019. Des observations ont été collectées par des instruments de surface in-situ et de télédétection lors de la campagne de terrain de SPADE-2019. Les mesures ont été effectuées à deux différentes altitudes le long de la montagne Fortress en Alberta: Au pied de la montagne dans la vallée de Kananaskis (1591 m) et sur plus haut sur la montagne Fortress (2076 m), nommées Fortress Junction Station (FJS) et Fortress Powerline Station (FPS). Des stations automatiques ont mesuré les conditions météorologiques à la surface et des disdromètres optiques étaient déployés pour caractériser les types d'hydrométéores à la surface. Des lidars Doppler ont mesuré avec hauteprécision l'écoulement en trois dimensions de l'atmosphère au-dessus de chaque site, ainsi que la composition de la couche limite atmosphérique (CLA) et les couches de nuages et de précipitation. Ceci a permis d'investiguer l'écoulement de fine échelle comprenant les vents en trois dimensions ainsi que l'intensité et l'origine de la turbulence lors des 13 évènements de précipitation de la campagne Storms and Precipitation Across the Continental Divide Experiment (SPADE) en 2019. Une étude de cas plus approfondie de trois de ces évènements, en comparaison avec un cas de référence de ciel-clair fait l'objet de cette étude. Les vents de bas niveaux, l'intensité et les sources de turbulence incluant le cisaillement du vent, le contenu en aérosols, la structure de la CLA, la hauteur des couches nuageuses et de précipitations en altitude ainsi que les types d'hydrométéores à la surface sont étudiés et reliés entre eux. Les résultats montrent une plus grande variabilité dans l'écoulement et plus de turbulence à FPS qu'à FJS lors des évènements de précipitation. En comparaison avec la journée de ciel-clair où le réchauffement solaire domine la turbulence, les processus menant turbulence associée aux précipitations sont divers et incluent notamment les refroidissements en altitude, les chauffages près de la surface et le cisaillement du vent. La turbulence est aussi plus importante à des altitudes inférieures à la division continentale qu'au-dessus où l'écoulement synoptique est plus uniforme. La CLA est également plus profonde à FPS qu'à FJS. Aussi, les hydrométéores collectés à FPS sont plus solides et mixtes qu'à FJS oz il sont plus mixtes et liquides. Cette étude contribue à améliorer notre compréhension des interactions entre l'écoulement de fine-échelle et les précipitations dans les Rocheuses canadiennes pour mieux se préparer aux évènements de précipitation.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Terrain complexe, couche limite planétaire, vent, Lidar Doppler, turbulence, précipitation, disdromètre optique, convection, cisaillement du vent, Rocheuses canadiennes, météorologie
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