L’atelier EECLAT2023 a eu lieu du 23 au 26 janvier 2023 à Banyuls. Merci à toutes les personnes qui ont participé !

Merci à Sophie Cloché (IPSL) pour son travail sur la logistique et l’organisation.
Merci à l’observatoire de Banyuls qui a fourni l’infrastructure, nous a nourri-es et logé-es. Merci au monsieur très serviable qui a géré les pauses café et nous a sauvés quand la lampe du premier vidéoprojecteur a lâché.
Merci également au CNES et à l’INSU pour leurs soutiens d’EECLAT qui ont rendu cet atelier possible.
Vous trouverez un peu plus bas le programme avec les présentations et la liste des participants, et ci-dessous un résumé des thèmes scientifiques principaux qui ont émergé des présentations.

Les nuages de phase mixte et d’eau surfondue.
Clémantyne Aubry (LATMOS) a montré comment les mesures du lidar CALIOP et du radar CloudSat pouvaient être combinées afin de restituer séparément les propriétés des particules solides et liquides à l’intérieur de couches nuageuses de phase mixte. Ces informations seront prochainement disponibles dans la nouvelle version du produit DARDAR.
Gregory Cesana (Columbia Univ., GISS) a montré comment la représentation, dans les modèles de climat ayant participé à CMIP5 et CMIP6, de la transition de phase des nuages, et des couches liquides surfondues, entraîne des biais dans la simulation de leur impact radiatif dans le visible (voir Cesana et al., 2022).
Julien Delanoe (LATMOS) a montré des observations aéroportées radar, lidar et in-situ, qui suggèrent l’existence de multiples couches alternativement d’eau liquide surfondue et de cristaux de glace orientés lors d’un cas d’étude de la campagne RALI-THINICE, ayant eu lieu au Svalbard en août 2022 (voir Rivière et al. 2022).
Frédéric Tridon (LaMP) a montré comment des observations sol de radar multi-fréquence pourraient nous renseigner sur les propriétés microphysiques des cristaux en présence de givrage et ainsi mieux qualifier les situations de nuages de phase mixte en régions polaires (voir Tridon et al. 2022).

Les particules stratosphériques
Sergey Khaykin (LATMOS) a montré de multiples observations spatiales montrant l’étendue des injections stratosphériques de plusieurs éruptions récentes (Raikoke, Hunga-Tonga) et des mégafeux Australiens en 2020. Ces injections mènent à la présence de panaches de particules d’aérosols capables de persister dans la stratosphère pendant plusieurs mois, et de parcourir de grandes distances autour du globe. Les mesures actives ont permis de documenter avec précision la structure de ces panaches, par exemple ADM-Aeolus a pu mettre en évidence leur rotation. Voir Podglajen et al. 2022, Khaykin et al. 2022 Il a également montré comment les éruptions récentes ont injecté une quantité massive d’eau dans la stratosphère (75 Tg), menant à une augmentation de la concentration en vapeur d’eau stratosphérique visible dans les observations sol.

Nelson Bègue (LACy) nous a rejoint par visio pour montrer comment les sites d’observation sol (tel celui de l’OPAR à la Réunion) apportent une vision unique de ce type d’événement, grâce à la haute continuité temporelle et spatiale de leurs observations stratosphériques (voir Kloss et al. 2022 et bientôt Baron et al. 2023).

Bernard Legras (LMD) a montré comment des modèles dynamiques peuvent expliquer la structuration des aérosols injectés dans la stratosphère en cellules capables de s’auto-stabiliser et de conserver leur cohérence spatiale (voir Legras et al. 2022). Il a également montré que l’injection d’eau stratosphérique (relevée par Nelson Bègue) va mener d’une part à un effet de serre stratosphérique accru (qui va contribuer à accélérer le réchauffement climatique) et d’autre part à un refroidissement local dans la stratosphère pouvant localement aller jusqu’à -5K (qui sera probablement absent des réanalyses type ERA5 pendant quelques temps). Voir Sellitto et al. 2022.
Mathilde Leroux (LAERO) a montré comment les températures stratosphériques pilotent quasi-parfaitement aux échelles spatiales et temporelles des GCMs la présence ou absence de nuages stratosphériques polaires. Ces résultats suggèrent que les détections de PSC pourraient servir de contraintes observationnelles aux températures stratosphériques issues de modèles de climat.

Les régions polaires. Jean Lac (LMD) a montré comment des nuages de basse altitude, générés rapidement lors de la fonte de la banquise de la Mer de Baffin, se retrouvent poussés par le vent sur plusieurs centaines de km au-dessus des reliefs du Groenland, où leur impact radiatif réchauffant peut mener à une diminution de l’épaisseur de la glace. Assia Arouf (LMD) a montré via l’analyse d’observations lidar comment la formation de nuages bas persistants au-dessus de l’océan retarde le retour des surfaces glacées via l’impact radiatif réchauffant de ces nuages. Rappelons que les travaux présentés par J. Delanoe et F. Tridon exploitent des mesures réalisées en région Arctique.


Synergie multi-longueurs d’onde et multi-instruments. On a déjà mentionné le travail de C. Aubry combinant les observations lidar et radar, et celui de F. Tridon (combinant les mesures radar triple fréquence). Lors de l’atelier on a également pu voir les présentations de Phương Nguyen (LATMOS), qui cherche à estimer le signal lidar 532nm à partir de mesures lidar 355nm, et de Giulio Mandorli (LMD), qui enseigne à un modèle de Machine Learning la structure tridimensionnelle des nuages d’après une combinaison de mesures actives et passives.
Aérosols. Laaziz El Amraoui (CNRM) a montré l’apport significatif de la Haute Résolution Spectrale d’un lidar spatial pour caractériser la distribution verticale des aérosols (voir Cornut et al. 2023). Marion Ranaivombola (LACy) a montré comment les mesures sol et spatiales peuvent être utilisées pour suivre le transport de particules issues de feux de forêt depuis l’Amérique du sud et l’Afrique jusqu’à la Réunion. Gérard Ancellet (LATMOS) a présenté les travaux de Antonin Zabukovec sur l’exploitation des reflectances de surface CALIPSO pour les restitutions d’un nouveau produit CALIOP destiné à caractériser la distribution des colonnes d’aérosol (AOD) sur les surfaces continentales.

Beyond CALIPSO and CloudSat
Gérard Ancellet (LATMOS) a fait un point sur l’arrêt prochain (été 2023) des opérations de CALIPSO. Le nombre de tirs utiles du lidar CALIOP a fortement diminué ces derniers mois. Assia Arouf et Hélène Chepfer (LMD) ont fait remarquer que l’augmentation du nombre de tirs à faible énergie dans les produits CALIPSO depuis 2017 complique leur exploitation scientifique. Après 2017, il est difficile sans étude poussée d’estimer si les mesures CALIOP valides (high energy) décrivent les mêmes populations nuageuses qu’avant. Même si les recommandations officielles NASA indiquent que la qualité des produits L2 n’est pas impactée, les mesures CALIOP L1 depuis 2017 (et certainement depuis 2020) ne devraient être exploitées qu’avec précautions. Par ailleurs, la dérive orbitale du satellite, initiée en 2018, s’accentue, l’amenant à une heure de passage à l’équateur proche de 15h fin 2022. On commence à être loin des 13h30 de l’A-Train, et il est de moins en moins clair si la partie du cycle diurne échantillonnée aujourd’hui par CALIOP est toujours cohérente avec celle observée sur la période 2006-2018. Ces considérations suggèrent que toute recherche de tendance dans les mesures CALIPSO devrait probablement s’arrêter à 2017 par prudence.
Plusieurs présentations ont commencé à explorer le domaine des possibilités qui s’offriront pour la recherche atmosphérique une fois que CALIPSO et CloudSat auront cessé leurs opérations. Artem Feofilov (LMD) a montré comment les observations de nuages du lidar ALADIN d’ADM-Aeolus peuvent être corrigés pour prendre en compte l’absence de signal co-polarisé afin de les rendre plus cohérentes avec celles de CALIOP, dans le but de créer des jeux de données nuages spatiaux long terme combinant des mesures de plusieurs lidars. Abdenour Irbah (LATMOS) a présenté le produit AC-TC, produit équivalent de DARDAR pour EarthCARE, qui combine les détections et identifications des produits lidar et radar dans un seul produit masque vertical. Emmanuel Fontaine (CNRM) a montré les nouveaux produits nuages et aérosols (e.g. sable, fumée) qui seront dérivés de mesures géostationnaires de MTG sur la période 2022-2027. Finalement, Frédéric Tridon (LaMP) a présenté le concept instrumental Wyvern (Wind Velocity Radar Nephoscope), qui prévoit de restituer le vent horizontal dans les nuages via les mesures d’un radar satellite scannant un cône de 400km de large au sol et doté d’une antenne de 3 mètres. Cette mission, sélectionnée par le programme Earth Explorer 11 de l’ESA, est aujourd’hui en Phase 0. Si elle passe toutes les étapes de sélection elle serait lancée en 2031. Son mouvement conique fait que Wyvern produirait environ 70 fois plus de données que CloudSat.

Nous avons fini les présentations avec quelques informations déprimantes concernant les missions : l’échec d’un lanceur Vega-C en décembre 2022 jette le doute sur le planning de la mise en orbite de EarthCARE (qui devait utiliser le même lanceur). L’ESA étudie actuellement ses options et devrait communiquer ses décisions courant février 2023. Concernant la mission AOS, le déscopage de la haute résolution spectrale du lidar et le déscopage du radar bande W de l’orbite polaire seront à l’étude pendant la phase A qui a commencé à la NASA en janvier 2023. Ce déscopage remet en question la direction de développement pour les algos et produits lidar AOS pilotés en France.
Pour finir sur une note plus positive, on note cette année une participation relativement importante de personnes en doctorat : Assia Arouf (LMD), Jean Lac (LMD), Mathilde Leroux (LAERO), Marion Ranaivombola (LACy), et Clémantyne Aubry (LATMOS). Merci à toutes et à tous pour votre participation !
Quelques photos, pas de groupe parce qu’on a oublié cette année, désolé…





Programme
Lundi 23
14h14h30 : Arrivée des participants
14h30-18h30 : Introduction et présentations scientifiques
- Marion Ranaivombola (LACy) : 13 Years of Aerosol Optical Depth and Types Over Southern Africa and Reunion from Ground-based and Satellite observations
- Jean Lac (LMD) : The impact of cloud response to Arctic Sea ice retreat on Greenland’s surface energy budget
- Emmanuel Fontaine (CNRM) : Etude pour la restitution de relations de masse-diamètre pour la glace pristine et la neige avec les observations HAIC et MT
- Clémantyne Aubry (LATMOS) : Restitution des propriétés des nuages de phase mixte par synergie RADAR-LiDAR
- Phuong Nguyen (LATMOS) : Comparaison de signaux Lidar 355nm et 532nm : mesures aéroportées
- Gregory Cesana (GISS) : A Novel Observation-Based Method to Evaluate Tropical Stratocumulus and Shallow Cumulus Clouds and Feedbacks in CMIP Models
- Sergey Kheykin (LATMOS) : Observations des évènements extrêmes par des lidars spatiaux
16h30-17h : pause café
Mardi 24
9h-12h30 : présentations scientifiques (suite)
- Gregory Cesana (GISS) : Southern Ocean solar reflection biases in CMIP6 models linked to cloud phase and vertical structure representations
- Assia Arouf (LMD) : Quantifying surface cloud warming increase as Fall Arctic sea ice cover decreases
- Julien Delanoe (LATMOS) : Présentation de la campagne RALI-THINICE: étude des tempêtes estivales Arctiques et focus sur les nuages de phase mixte
- Frédéric Tridon (LaMP) : Observations radar triple-fréquence : signatures contrastées de givrage entre deux sites de mesure en Finlande et en Antarctique
- Gérard Ancellet (LATMOS) : AOD measurements above the continental surfaces using the 333m CALIOP surface reflectances
10h30-11h : pause café
12h30-14h : pause déjeuner
14h-16h30 : Splinter session / group discussions
16h30-17h : pause café
17h-18h30 : présentations scientifiques (suite)
- Mathilde Leroux (LAERO) : Analysis of the CALIPSO PSC product : Can we predict the expected evolution of polar stratospheric clouds on climatic time scales?
- Nelson Begue (LACy) : Early Evolution of the Hunga-Tonga Aerosol Stratospheric Plume from Lidar Observations at La Réunion (21°S, 55°E)
- Bernard Legras (LMD) : la dynamique des panaches stratosphériques
- T. Tremas (CNES) et S. Payan (LATMOS) : How AERIS atmosphere data center contributes to implement and develop new methods to improve, exploit, visualize, compare, and merge earth observation data
20h Diner au “le Fanal”
Mercredi 25
9h-12h30: Présentations scientifiques (suite et fin)
- Giulio Mandorli (LMD) : Convective Organization and 3D Structure of Tropical Cloud Systems deduced from Synergistic A-Train Observations and Machine Learning
- Emmanuel Fontaine (CNRM) : Les produits nuages du SAFNWC et leurs évolutions avec l’arrivée de MTG
- Artem Feofilov (LMD) : Towards establishing a long-term cloud record from space-borne lidar observations
- Abdenour Irbah (LATMOS) : Le produit AC-TC : DARDAR pour ATLID
- Laaziz El Amraoui (CNRM) : Apport d’une voie HSRL pour la mission AOS
- Frédéric Tridon (LaMP) : La mission Wivern : un radar Doppler spatial pour mesurer le vent dans les nuages et les systèmes dépressionnaires
* 10h30-11h : pause café *
12h30-14h : pause déjeuner
14h-16h30 : point sur les missions spatiales en cours et à venir :
- CALIPSO : G. Ancellet
- ADM-Aeolus : A. Dabas et A. Feofilov
- EarthCARE : J. Delanoe
- AOS : V. Noel
* 16h30-17h : pause café *
17h-18h30 : point sur les appels d’offre et les guichets
Jeudi 26
9h-12h30 : EECLAT en 2023 et au-delà : organisation, pilotage, structuration
12h30 : déjeuner
14h : fin de l’atelier
Liste des participants
1 | ANCELLET Gérard | LATMOS |
2 | AROUF Assia | LMD |
3 | AUBRY Clémantyne | LATMOS & DLR |
4 | BARAY Jean-Luc | LaMP |
5 | BEGUE Nelson (en visio) | LACy |
6 | BOUNIOL, Dominique | CNRM |
7 | CESANA, Gregory | Columbia Univ. / GISS |
8 | CHEPFER, Hélène | LMD |
9 | CLOCHÉ Sophie | IPSL |
10 | COSSALTER Laure | LATMOS |
11 | DELANOË, Julien | LATMOS |
12 | EL AMRAOUI Laaziz | CNRM |
13 | FEOFILOV, Artem | LMD |
14 | FONTAINE Emmanuel | CNRM/CEMS |
15 | GOUR, Yahya | LaMP |
16 | IRBAH Abdanour | LATMOS |
17 | JAHANGIR Erfan | LaMP |
18 | JÉGOU Fabrice | LPC2E |
19 | JOSEPH Romain | CNRM/CEMS |
20 | JOURDAN, Olivier | LaMP |
21 | KHAYKIN Sergey | LATMOS |
22 | LAC, Jean | LMD |
23 | LEGRAS Bernard | LMD |
24 | LEROUX Mathilde | LAERO |
25 | MANDORLI Giulio | IPSL / LMD |
26 | MIOCHE Guillaume | LaMP |
27 | MIRI Robin (excusé) | LOA |
28 | NGUYEN, Phuong | LATMOS |
29 | NOEL, Vincent | LAERO |
30 | RANAIVOMBOLA, Marion | LACy |
31 | SCHMISSER, Roseline | CNES |
32 | SOURDEVAL, Odran | LOA |
33 | SZCZAP, Frédéric | LaMP |
34 | TITUS Zacharie | LMD |
35 | TREMAS Thierry | CNES |
36 | TRIDON Frédéric | LaMP/Polito |