Le forçage radiatif des cirrus tropicaux, bien que substantiel, est un terme
mal contraint du bilan radiatif terrestre. Ceci résulte de la compensation
partielle des effets de serre et d’albedo pour ces nuages, mais également
d’un manque d’observations de leur fréquence d’occurrence et propriétés
optiques et microphysiques. L’altitude (10 à 18,5 km) et la faible épaisseur
optique (< 0,1) des cirrus rendent leurs effets difficilement quantifiables
avec les observations conventionnelles, en particulier par télédétection
passive. La télédétection active par lidar constitue l’outil privilégié pour
leur étude. Grâce au développement des lidars spatiaux, notamment
l’instrument CALIOP (2006–2023), il a été montré que les cirrus couvrent
plus de 60 % des régions tropicales. Néanmoins, jusqu’à récemment, les
observations existantes restaient limitées, notamment par leur faible
sensibilité aux nuages ultrafins (épaisseur optique < 2. 10−3).
Mieux comprendre les processus affectant les cirrus, leurs interactionsavec la dynamique équatoriale (ondes) et leurs impacts climatiques est
l’un des objectifs du projet ballon Stratéole 2. Celui-ci vise au déploiement
d’une flottille de ballons stratosphériques longue durée (environ 3 mois),
évoluant vers 20 km d’altitude dans la bande tropicale. Deux campagnes
ont été menées avec succès en 2019–2020 et 2021–2022, et une
troisième est programmée pour l’automne 2026.
Parmi les instruments embarqués, le lidar BeCOOL fournit une
perspective unique sur les cirrus, observés à seulement quelques
kilomètres sous le ballon. A la différence des satellites défilant à plusieurs
km/s, BeCOOL permet de suivre l’évolution temporelle du champ nuageux
tout en offrant une sensibilité renforcée aux nuages très fins. Les mesures
de la campagne 2021–2022 au-dessus du Pacifique Ouest ont ainsi mis en
évidence une abondance inattendue de nuages optiquement ultrafins (2 x
10 -5 <τ < 2 × 10 -3 ), révélant une couverture nuageuse accrue de 25% par
rapport à celle détectée par CALIOP (Lesigne et al., 2024).
Le lancement en mai 2024 du lidar spatial à haute résolution spectral
ATLID à bord du satellite Earthcare ouvre de nouvelles perspectives pour
l’observation de ces nuages fins. Des résultats préliminaires indiquent en
effet une capacité de détection supérieure à celle de CALIOP, motivant des
analyses plus approfondies afin de quantifier les performances d’ATLID, et
d’exploiter sa couverture spatio-temporelle (plus d’un an de données) pour
établir une description climatologique.
L’objectif de ce stage est double :
1) Evaluer la capacité de détection des cirrus fins par l’instrument ATLID
2) Estimer les propriétés optiques et géométriques des cirrus à l’échelle de
la bande tropicale ainsi que leur variabilité saisonnière et géographique en
lien avec la dynamique atmosphérique (ondes équatoriales).
Le stage sera encadré conjointement par Aurélien Podglajen (LMD) et
François Ravetta (LATMOS). Il pourra se dérouler dans les locaux du
LATMOS à Sorbonne Université ou du LMD à l’Ecole Polytechnique.