En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)
Portail > Offres > Offre UMR3589-MATLAF-001 - Chercheur (H/F) en modélisation du couplage sol - végétation basse – neige en milieu alpin

Chercheur (H/F) en modélisation du couplage sol - végétation basse – neige en milieu alpin

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 28 juin 2022

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Informations générales

Référence : UMR3589-MATLAF-001
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : mardi 7 juin 2022
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 18 mois
Date d'embauche prévue : 5 décembre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2663 et 3783 euros brut par mois selon l'expérience du candidat (grille CDD chercheur CNRS, zone 3)
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Le Centre d'Études de la Neige (CEN) est l'un des six groupes de recherche du CNRM (Centre National de Recherches Météorologiques) ; il est basé sur le campus de Saint Martin d'Hères en Isère. Le CNRM/CEN conduit des recherches diverses et complémentaires liées à la nivologie et la météorologie de montagne avec une forte activité de transfert des développements vers l'opérationnel pour soutenir la prévision opérationnelle de l'activité avalancheuse et plus généralement le suivi du manteau neigeux en montagne pour activités socio-économiques qui en dépendent. Les thématiques de recherche incluent l'observation, la compréhension des processus physiques de la neige et leur modélisation à différentes échelles, l'analyse et la prévision météorologique en zone de montagne ainsi qu'un volet réanalyse pour des applications climatiques des conditions météorologiques de surface et de l'enneigement, et la télédétection spatiale du manteau neigeux.

Le candidat travaillera dans l'équipe Modélisation Nivo-météorologique sous la responsabilité hiérarchique de Matthieu Lafaysse, responsable de l'équipe et correspondant du CNRM/CEN pour le projet ANR TOP (Trajectories of Pastoralism) piloté par le Laboratoire d'Ecologie Alpine. Le travail sera également coencadré par Aaron Boone, spécialiste de la modélisation de la surface dans le groupe CNRM/GMME (Toulouse). L'objectif du projet TOP est l'étude des interactions bioclimatiques et sociétales des systèmes agropastoraux de montagne. En particulier, le CNRM/CEN prévoit dans ce projet de réaliser des réanalyses et projections de l'enneigement et des conditions pédoclimatiques sur des estives pilotes dans les Alpes et Pyrénées Françaises. L'objectif du CDD proposé est d'améliorer la représentation du couplage sol - végétation basse – neige dans ces réanalyses et projections pour améliorer la qualité de la simulation de l'enneigement et des indicateurs pédoclimatiques. Plus généralement, ce travail permettra de contribuer à l'amélioration globale des systèmes de simulation numérique du manteau neigeux développés au Centre d'Etudes de la Neige, au bénéfice de tous les acteurs de la montagne qui en dépendent.

Activités

Activité de recherche en modélisation numérique à bases physiques des surfaces continentales.

Les flux de chaleur entre le sol et le manteau neigeux jouent un rôle particulièrement important sur la tenue ou à la fonte partielle des premières neiges en début d'hiver, qui elles-mêmes jouent un rôle prépondérant sur l'évolution ultérieure de la température du sol et son gel éventuel. En présence de végétation basse, ces interactions sont complexifiées par les propriétés isolantes de la végétation qui peut fortement modifier le régime thermique du sol tout au long de l'année par rapport à un sol nu. A ce jour, toutes les réanalyses et projections du CNRM/CEN s'appuient sur une modélisation couplée sol-neige des modèles de sol ISBA-DIF (Decharme et al., 2011, 2013, 2016) et de neige Crocus (Vionnet et al., 2012) au sein de la plateforme de modélisation de la surface SURFEX (Masson et al., 2013). Des propriétés thermiques hybrides sol/végétation sont attribuées à la première couche de sol mais sans représentation explicite du couplage avec la végétation basse. Cette simplification est suspectée d'être responsable de biais froids significatifs dans les températures de sol simulées (e.g. Lafaysse et al., 2017), qui ont récemment été confirmées à plus grande échelle à l'aide de nouvelles observations du LECA dans les prairies alpines. Récemment, Boone et al., 2017 ont proposé une modélisation plus avancée au sein de SURFEX à l'aide du modèle MEB (Multipe Energy Balance) permettant la représentation explicite d'une couche de végétation avec ses propres propriétés physiques. Si ce modèle a déjà été testé en présence de neige pour de la végétation haute (forêt), il n'a été appliqué que très récemment pour de la végétation basse, et jamais en milieu de montagne. Ce contrat sera donc destiné à explorer la capacité du modèle MEB à mieux représenter les processus couplés sol-végétation-neige en milieu de montagne et d'identifier ses paramètres les plus sensibles. Les premières applications seront réalisées sur les sites du Col de Porte (1325 m, Isère, France ; Lejeune et al., 2019), de Torgnon (2100 m, Val d'Aoste, Italie ; Galvagno et al., 2013 ; Di Mauro et al., 2019), et l'observatoire Fluxalp du Col du Lautaret (2100 m, Hautes-Alpes, France ; Tuzet et al., 2020) qui sont couverts par des végétations contrastées (herbe tondue au Col de Porte, ancien pâturage se naturalisant à Torgnon avec une épaisse végétation estivale, pelouse alpine au Lautaret). Ces sites permettront une évaluation approfondie de la qualité des flux simulés en réduisant au maximum l'erreur sur les forçages atmosphériques des modèles qui y sont observés. On comparera l'incertitude de la simulation du flux de chaleur neige-végétation à l'incertitude inhérente à la modélisation des autres processus représentés dans le modèle de neige, par exemple en s'appuyant sur le formalisme d'ensemble proposé par Lafaysse et al., 2017. Dans un second temps, le modèle sera appliqué sur un grand nombre de sites dans les Alpes pour lesquels le Laboratoire d'Ecologie Alpine dispose de jeux d'observations de température dans le sol, en utilisant en forçage les réanalyses météorologiques de Vernay et al., 2022. Différentes sources de données de végétation seront utilisées pour configurer ces simulations. Si l'on peut démontrer que le modèle couplé sol-végétation-neige améliore significativement la qualité de la température simulée sur ces sites, de nouvelles réanalyses et projections du sol et de l'enneigement seront produites et analysées sur les estives pilotes du projet TOP et seront utilisées par les partenaires du projet pour croiser ces nouvelles simulations avec les données de biodiversité disponibles sur ces alpages. Les résultats obtenus feront l'objet d'au minimum une publication scientifique dans une revue à comité de lecture.

Références
Boone, A., Samuelsson, P., Gollvik, S., Napoly, A., Jarlan, L., Brun, E., and Decharme, B. The interactions between soil–biosphere–atmosphere land surface model with a multienergy balance (isba-meb) option in surfexv8 – part 1: Model description. Geoscientific Model Development, 10(2):843–872, https://doi.org/10.5194/gmd-10-843-2017, 2017

Decharme B., A. Boone, C. Delire, and J. Noilhan, Local evaluation of the Interaction between Soil Biosphere Atmosphere soil multilayer diffusion scheme using four pedotransfer functions, J. Geophys. Res., 116, D20126, https://doi.org/10.1029/2011JD016002, 2011

Decharme B., E. Martin, and S. Faroux, Reconciling soil thermal and hydrological lower boundary conditions in land surface models, J. Geophys. Res. Atmos., 118, https://doi.org/0.1002/jgrd.50631, 2013

Decharme, B., Brun, E., Boone, A., Delire, C., Le Moigne, P., and Morin, S. : Impacts of snow and organic soils parameterization on northern Eurasian soil temperature profiles simulated by the ISBA land surface model, The Cryosphere, 10, 853-877, https://doi.org/10.5194/tc-10-853-2016, 2016.

Di Mauro, B., Garzonio, R., Rossini, M., Filippa, G., Pogliotti, P., Galvagno, M., Morra di Cella, U., Migliavacca, M., Baccolo, G., Clemenza, M., Delmonte, B., Maggi, V., Dumont, M., Tuzet, F., Lafaysse, M., Morin, S., Cremonese, E., and Colombo, R. : Saharan dust events in the European Alps : role in snowmelt and geochemical characterization, The Cryosphere, 13, 1147-1165, https://doi.org/10.5194/tc-13-1147-2019, 2019

Galvagno, M., Wohlfahrt, G., Cremonese, E., Rossini, M., Colombo, R., Filippa, G., Julitta, T., Manca, G., Siniscalco, C., Morra di Cella, U., and Migliavacca, M.: Phenology and carbon dioxide source/sink strength of a subalpine grassland in response to an exceptionally short snow season, Environ. Res. Lett., 8, 025008, https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/2/025008, 2013.

Lafaysse, M., Cluzet, B., Dumont, M., Lejeune, Y., Vionnet, V., and Morin, S. : A multiphysical ensemble system of numerical snow modelling, The Cryosphere, 11, 1173-1198, https://doi.org/10.5194/tc-11-1173-2017, 2017.

Lejeune, Y., Dumont, M., Panel, J.-M., Lafaysse, M., Lapalus, P., Le Gac, E., Lesaffre, B., and Morin, S. : 57 years (1960–2017) of snow and meteorological observations from a mid-altitude mountain site (Col de Porte, France, 1325 m of altitude), Earth Syst. Sci. Data, 11, 71-88, https://doi.org/10.5194/essd-11-71-2019, 2019

Tuzet, F., Dumont, M., Picard, G., Lamare, M., Voisin, D., Nabat, P., Lafaysse, M. , Larue, F., Revuelto, J., and Arnaud, L. : Quantification of the radiative impact of light-absorbing particles during two contrasted snow seasons at Col du Lautaret (2058 m a.s.l., French Alps), The Cryosphere, 14, 4553–4579, https://doi.org/10.5194/tc-14-4553-2020

Vernay, M., Lafaysse, M., Monteiro, D., Hagenmuller, P., Nheili, R., Samacoïts, R., Verfaillie, D., and Morin, S. : The S2M meteorological and snow cover reanalysis over the French mountainous areas : description and evaluation (1958–2021), Earth Syst. Sci. Data, 14, 1707–1733, https://doi.org/10.5194/essd-14-1707-202, 2022

Vionnet, V., Brun, E., Morin, S., Boone, A., Faroux, S., Le Moigne, P., Martin, E., and Willemet, J.-M. : The detailed snowpack scheme Crocus and its implementation in SURFEX v7.2, Geosci. Model Dev., 5, 773-791, https://doi.org/10.5194/gmd-5-773-2012, 2012.

Compétences

Les candidats doivent :
- être titulaires d'un doctorat, de préférence en géosciences
- avoir des connaissances de base en modélisation numérique et en physique des surfaces continentales
- avoir des compétences en programmation (idéalement python et Fortran)
- maîtriser la lecture et l'écriture d'articles scientifiques en anglais
- savoir travailler en équipe et s'inscrire dans une démarche de développement collaboratif
- savoir faire preuve d'autonomie

Contexte de travail

Ce travail sera réalisé dans l'équipe Modélisation Nivo-météorologique du Centre d'Etudes de la Neige à Grenoble, en collaboration avec le Laboratoire d'Ecologie Alpine (également à Grenoble), et plus généralement tous les partenaires du projet TOP. Ce travail sera également coencadré par Aaron Boone de l'équipe SURFACE du Groupe de Modélisation Méso-Echelle du CNRM à Toulouse. De fortes interactions sont attendues avec la thèse de doctorat de Matthieu Baron (collaboration LECA-CNRM/CEN) qui étudie les liens entre la dynamique de l'enneigement (incluant le transport de neige par le vent), les régimes thermiques des sols, et la biodiversité). Des interactions sont également à prévoir avec les autres membres de l'équipe impliqués dans le projet (M. Fructus, ingénieur de recherche et D. Monteiro, doctorant).

Contraintes et risques

Un déplacement court à Toulouse pourra être envisagé, ainsi que des visites des trois sites d'étude.

Informations complémentaires

Attention, bien que le siège du CNRM soit basé à Toulouse, le lieu de travail (Centre d'Etudes de la Neige) se situe à Grenoble.
Le dossier de candidature doit contenir un CV, une lettre de motivation, et si possible une lettre de recommandation du directeur de thèse ou d'un employeur ultérieur.
Date limite de réception des candidatures : 31 juillet 2022

On en parle sur Twitter !