Multi-scale characterisation of rainfall and associated processes in the Alps-Mediterranean Euroregion, from radar observations to weather forecast

Caractérisation multi-échelles de la pluie et des processus associés dans l'Eurorégion Alpes-Méditerranée - De l'observation radar à la prévision

Jean-François Rysman (1)

1 SPACE - LATMOS

The aim of this thesis is to improve the understanding and forecasting of rainfall small scale variability in the Alps-Mediterranean Euroregion. In this purpose, we used measurements from an X-band, polarimetric and Doppler radar called Hydrix. This radar is located since 2007 at Mont Vial (Nice, France) and continuously measures rainfall since 2009, with a 1 km 2 spatial resolution and a 5 minutes temporal resolution. This database provides useful information to study fine scale space-time variability of rainfall. First, the diurnal and seasonal cycles, as well as rainfall inter-annual variability, are analysed. Then, rainfall scale relationships are spatially and temporally characterised and the processes associated to rainfall at both synoptical and local scales in the region are identified. Finally, a new nowcasting method suitable for a single Doppler radar is evaluated.

L’ objectif de cette thèse est d’améliorer notre compréhension et la prévision des précipitations dans l’Eurorégion Alpes-Méditerranée, une région aux caractéristiques topographiques particulièrement complexes. Pour cela, nous avons utilisé les données d’un radar bande X, polarimétrique et Doppler appelé Hydrix. Ce radar est situé depuis 2007 sur le Mont Vial dans la région des Alpes-Maritimes. Il mesure en continu les précipitations au- dessus de cette région avec une résolution spatiale de 1 km 2 et temporelle de 5 minutes. Grâce à la base de données constituée, nous avons pu étudier la variabilité spatio-temporelle à fine échelle des précipitations. Nous avons notamment analysé les cycles diurnes et saisonniers ainsi que la variabilité inter-annuelle des précipitations. La suite de ce travail a été consacré à l’identification des propriétés d’échelle des précipitations spatialement et temporellement. Ensuite, les processus responsables de la variabilité de la pluie dans la région à l’échelle synoptique ainsi qu’à l’échelle locale ont été identifiés. Pour finir la faisabilité d’une méthode de prévision du cycle de vie des précipitations à court-terme utilisant un radar Doppler a été étudiée.

Mots clés: Spectrum analysis; Process; Scaling; Nowcasting; Mediterranean; Hydrix radar Spatio-temporal variability; Rainfall

Mots clés: Méditerranée; Pluie; Variabilité spatio-temporelle; Processus; Radar Hydrix; Propriétés d'échelle; Analyse spectrale; Prévision à court terme

Domaines: Météorologie; Physique Atmosphérique et Océanique [physics.ao-ph]

Jean-François Rysman. Caractérisation multi-échelles de la pluie et des processus associés dans l'Eurorégion Alpes-Méditerranée - De l'observation radar à la prévision. Météorologie. Université Pierre et Marie Curie, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01119716⟩