Relation entre albedo de surface et nuages au Groenland et comment est-elle reproduite par

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Eugénie Jolicoeur
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1 Relation entre albedo de surface et nuages au Groenland et comment est-elle reproduite par les modèles CMIP5 Adrien Lacour LMD Encadrants : Hélène Chepfer Vincent Noël 1

2 Objectifs/Questions Contribution de la fonte de la calotte à la montée du niveau des mers. Fonte pilotée par l énergie solaire absorbée à la surface: Energie absorbée modulée par l albédo de surface. Rôle des nuages? Est-ce qu il y a une relation albédo-nuages? Est-elles bien reproduites par les modèles? 2

3 Démarche Etude du cycle saisonnier de l albédo de surface Etude du cycle saisonnier des nuages. Mise en relation des deux paramètres. Données utilisées: Produit variables Période Occurrence des nuages Structures verticales CALIPSO GOCCP Profondeur optique Phase thermodynamique Couverture nuageuse CERES EBAF surface ed 2.8 Flux de surface MODIS MOD10A1 Albédo neige

4 Démarche Reproduction du travail précèdent avec les modèles. Sorties de modèle utilisées: Flux de surface (8 modèles) Fraction et couverture nuageuses (8 modèles) Histogrammes de SR (3 modèles) COSP 4

5 Cycle saisonnier de l albédo de surface Calcul de l albédo de surface: Valeurs maximales en hiver Valeurs minimales en Juillet Figure 1. Evolution de l albédo de surface moyenné sur tout le Groenland 2000 m Masque 5

au niveau des zones d ablations (côtes) Perte d albédo: (a) (b) Figure 2.

6 Cycle saisonnier de l albédo de surface Calcul de l albédo de surface: 2000 m Masque Valeurs maximales en hiver Valeurs minimales en Juillet Diminution au niveau des zones d ablations (côtes) Perte d albédo: (a) (b) Figure 2. Cartes d albédo de surface moyen entre 208 et 2012 en (a) avril et (b) Juillet. 6

Cycle saisonnier de la couverture nuageuse Pas de lien évident

7 Cycle saisonnier de la couverture nuageuse Pas de lien évident avec les cartes d albédo. En avril, couverture élevé au sud et faible au nord. Augmentation de la couverture au nord et au dessus de 2000 m. Figure 3. Couverture nuageuse moyenne entre 2008 et m Masque Augmentation de la fraction nuageuse verticale entre 2 et 6 km. Plus de 50% des pixels rejetés en dessous de 2000m. 7

8 Phase et structure verticale des nuages (a) (b) Figure 4. Histogrammes de SR pour (a) tout les nuages (b) les nuages liquides sur tout le Groenland cumulés entre 2008 et

9 Relation albédo/nuages Figure 5. Albédo de surface (CERES) en fonction de l occurrence des nuages liquides avec un SR>20 au dessus du Groenland. 9

10 Représentation par les modèles Figure 6. Variation de l albédo de surface entre Juillet et Avril. (Moyennes entre 2000 et 2008) 10

11 Représentation par les modèles Figure 7. Variation la couverture nuageuse entre Juillet et Avril. (Moyennes entre 2000 et 2008 pour les modèles et entre 2008 et 2012 pour les observations.) 11

12 Représentation par les modèles Figure 7. Variation des profils de fractions nuageuses entre Avril et Aout. Moyenne entre 2000 et 2008 pour les modèles (traits pleins) et entre 2008 et 2012 pour les observations (pointillés). 12

13 Représentation par les modèles Figure 7. Variation des profils nuageux entre Avril et Aout. Moyenne entre 2000 et 2008 pour les modèles (traits pleins) et entre 2008 et 2012 pour les observations (pointillés). 13

14 Représentation par les modèles CALIPSO-GOCCP HadGEM2-A CanAM4 CNRM-CM5 Figure 4. Histogrammes de SR pour GOCCP et les modèles CanAM4, HadGEM2-A et CNRM-CM5 pour les mois d avril, juin et aout

15 Représentation par les modèles Figure 5. Albédo de surface en fonction de l occurrence des nuages avec un SR>20 compris entre 0 et 6km au dessus du Groenland. 15

16 Représentation par les modèles CanAM4: Surestimation de l albédo de surface. Faible variation de l albédo. Pas de relation nuages/albédo. HadGEM2-A: Albédo équivalent aux observations. Sous estimation des nuages liquides. Relation équivalente à celle vue dans les observations. CNRM-CM5 Albédo équivalent aux observations. Pas de relation nuages/albédo. 16

17 Représentation par les modèles (scenario +4K) Figure 6. Albédo de surface en fonction de l occurrence des nuages avec un SR>20 entre 0 et 6km pour les modèles CanAM4 et HadGEM2-A (climat actuel en traits pleins et +4K en pointillés). 17

18 Conclusions Rôle important des entre 2 et 6km. Les modèles capables de reproduire le cycle de ces nuages paraissent le mieux représenter l albédo de surface et donc la fonte de la calotte. Validation des mesures d albédo de surface. Prises en compte des précipitations neigeuses. Variations interannuelles: 18

19 Merci de votre attention! 19

20 20

21 21

22 22

23 Figure 1. Evolution de l albédo de surface moyenné sur tout le Groenland au cours d une année. 23

24 Nord 24

25 Sud 25

26 26

27 Variabilité saisonnière du climat arctique ICE Figure 1. Concentration en glace en arctique en janvier-mai-septembre CLOUD Figure 2. Couverture nuageuse totale en arctique en janvier-mai-septembre 27

Circulation générale Janvier: Mai: Forte superficie de la banquise. Nuage présent uniquement au dessus de la mer du Groenland. Début de la fonte des glaces.

28 Circulation générale Janvier: Mai: Forte superficie de la banquise. Nuage présent uniquement au dessus de la mer du Groenland. Début de la fonte des glaces. Augmentation de la couverture nuageuse ICE CLOUD Septembre: Couverture nuageuse maximale. Formation de nuages au dessus des eaux libres. SST Janvier Mai Septembre 28

29 Circulation générale : profils nuageux Jan Mai Sept Janvier: Nuages bas uniquement au dessus de la mer du Groenland. Mai: Nuages haut du Groenland jusqu au début de la mer de Laptev Forte couverture nuageuse sur toute les mer Septembre Région Laptev-Beaufort toujours recouverte par des nuages bas. Au dessus de la mer du Groenland nuages dans les basse et moyennes couches. 29

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