Thèse Précipitations Extrêmes Dues aux Orages Tropicaux dans les Climats Actuel et Futur H/F - 31

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace
Laboratoire de recherche : LAERO - Laboratoire d'Aérologie
Direction de la thèse : Jean-Pierre CHABOUREAU ORCID 0000000243658940
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Les systèmes convectifs de méso-échelle (lignes de grain, complexes, cyclones, ...) comptent parmi les catastrophes naturelles les plus destructrices. Ils font l'objet de nombreuses études, tant fondamentales pour mieux comprendre leur dynamique aux échelles météorologiques qu'appliquées, pour évaluer leur fréquence et leur intensité aux échelles climatiques. Cela a permis de comprendre les processus dynamiques et thermodynamiques spécifiques impliqués dans ces différents systèmes conduisaient à des modes d'organisation très variées. Cependant, les processus en jeu dans les précipitations extrêmes restent mal connus, car ils ont été peu observés. Elles n'ont pas été étudiées directement en raison de leur nature turbulente et de leur petite échelle, qui sont inaccessibles aux modèles de prévision numérique du temps. L'objectif de ce projet est d'exploiter les possibilités actuelles de modélisation à très haute résolution pour comprendre les processus responsables des précipitations extrêmes dans les systèmes convectifs de méso-échelle.

Les capacités de calcul haute performance du modèle atmosphérique Méso-NH permettent de réaliser des simulations sur des grilles très étendues tout en conservant une résolution fine. Elles rendent ainsi possibles des simulations capables de représenter explicitement à la fois les courants ascendants à l'échelle de la centaine de mètres (simulations de type grands tourbillons) et la structure complète des systèmes convectifs de mésoéchelle, ainsi que leur propagation sur plusieurs centaines de kilomètres.

Par ailleurs, des mesures radar acquises lors de campagnes de terrain dédiées à l'étude des systèmes convectifs, ainsi que des observations satellitaires (CloudSat, EarthCARE), offrent des moyens uniques de valider les contenus en hydrométéores simulés au sein des nuages et les précipitations à la surface. Bien que disponibles pour de nombreuses campagnes, ces jeux de données restent encore peu exploités.

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la mission C2OMODO du CNES, qui repose sur un concept innovant de tandem de radiomètres micro-ondes séparés par deux minutes (Brogniez et al., 2022). Cette mission spatiale permettra, pour la première fois, de mesurer les ascendances dans les orages en phase de croissance à partir de la radiométrie micro-onde (Auguste et Chaboureau, 2022, 2025).

L'objectif est de comprendre les processus responsables des précipitations extrêmes dans les systèmes convectifs de méso-échelle.

La méthode repose sur une approche par études de cas. Plusieurs systèmes convectifs de mésoéchelle (MCS) tropicaux associés à des précipitations extrêmes, pour lesquels des observations radar sont disponibles, seront sélectionnés et simulés à l'aide du modèle Méso-NH. Après validation des simulations par comparaison avec les observations, la sévérité et l'organisation des MCS seront analysées à partir de variables météorologiques classiques ainsi que d'images synthétiques C2OMODO.

L'analyse portera en particulier sur les liens entre les processus responsables des précipitations extrêmes, les propriétés des courants ascendants (taille, intensité, contenu en glace, signature satellitaire) et leur environnement météorologique (instabilité, cisaillement du vent). Enfin, l'évolution de la sévérité, de l'organisation des MCS et des précipitations extrêmes sera étudiée dans un contexte de climat futur à l'aide de la méthode de pseudo-global warming.