Morphologie des stratocumulus, dynamique de la couche limite et changement climatique – MOBYDYC

Les stratocumulus sont des nuages de couche limite qui réfléchissent une grande partie du rayonnement solaire incident et présentent des organisations spatiales variées. La mauvaise représentation de ces nuages dans les modèles de climat est responsable de biais systématiques et d'une grande partie des incertitudes sur les projections de l'intensité du réchauffement climatique.
Ce projet soumette mieux comprendre les mécanismes de rétractions nuageuses, en s'intéressant aux processus de couche limite associés aux stratocumulus et les liens avec leur morphologie structurelle.
Dans un premier temps, nous exploiterons les images satellites en caractérisant les différentes organisations spatiales que ces nuages peuvent prendre via une méthode d'apprentissage automatique non supervisée. La variabilité de ces régimes et de l'environnement associé sur les longues périodes disponibles (20 ans environ) permettra de quantifier la sensibilité morphologique basse fréquence des stratocumulus.
La seconde partie du projet consistera à simuler les différentes morphologies observées en utilisant le modèle haute-résolution Méso-NH et à hiérarchiser les processus les contrôlant. L'identification orientée-objet des structures cohérentes caractérisant la dynamique de couche limite permettra d'établir une vision conceptuelle de l'organisation spatiale, et ainsi de fournir des pistes d'amélioration pour le représentation de la couche limite nuageuse dans les modèles de climat.
La dernière partie analysera la sensibilité des structures cohérentes dans des simulations de couches limites perturbées afin d'établir d'innovants mécanismes physiques de rétroaction des nuages bas. La variabilité observée des morphologies nuageuses servira de contrainte observationnelle à ces simulations, et à l'interprétation physique que nous pourrons déduire de leur analyse.
Ce projet vise donc à relier les informations visibles fournies par l'organisation spatiale des nuages aux structures invisibles qui contrôlent le cycle de vie des couches limites pour étudier et mieux contraindre les rétroactions nuageuses.