Etude de l’organisation mésoéchelle des systèmes nuageux via les mesures sur lidar aéroporté A-WALI dans la cadre du projet européen MAESTRO (H/F)

Job Description

Missions

Les objectifs sont : 1) d’analyser les observations du lidar Raman acquises au cours des vols ; 2) développer une approche algorithmique afin d’effectuer une étude du bilan d’erreur tenant compte de la configuration expérimentale des vols et des différentes couches atmosphériques échantillonnées ; et 3) proposer une approche pour caractériser les hétérogénéités horizontales des champs de vapeur d’eau, de température et d’aérosols afin de mieux comprendre les interactions entre les nuages et leur environnement, et de tester les mécanismes conduisant à la formation d’amas nuageux.
Le travail impliquera le développement d’une modélisation couplée des différentes voies de détection du lidar Raman. L’analyse des données pourra s’appuyer sur des méthodes d’intelligence artificielle. Elle nécessitera l’inversion des profils lidar horizontaux afin d’en extraire les champs d’humidité, de température, de nuages et d’aérosols. Ces champs seront ensuite analysés afin d’étudier, en particulier, les fluctuations de vapeur d’eau et de température sous les nuages et dans les zones inter-nuageuses. Les synergies entre ces observations, celles des autres instruments embarqués à bord de l’avion (mesures radar et mesures in situ), ainsi que les observations satellitaires, permettront de mieux comprendre les interactions entre l’humidité atmosphérique, les poches froides générées par l’évaporation des précipitations, les structures cohérentes de la couche limite atmosphérique et l’organisation à méso-échelle des nuages convectifs. Cette dernière joue un rôle prépondérant dans le climat de la Terre, tout en constituant l’une des principales sources d’incertitude des modèles météorologiques et climatiques.
Il faudra en particulier :
• Établir une statistique de la répartition des nuages observés par le lidar A–WALI à partir des mesures lidar réalisées à leur base.
• Rechercher les signatures des nuages dans les champs horizontaux de vapeur d’eau, de température et d’aérosols.
• Poursuivre le développement et la mise en œuvre de la base de données du lidar aéroporté A–WALI.
• Valoriser les travaux scientifiques réalisés au travers d’une ou deux publications dans des revues internationales à comité de lecture.

Activity

• Mettre au point un algorithme pour limiter l’influence des bruits et des biais : rédiger le document de conception, programmer, inter comparer à des approches similaires et faire un retour d'expérience.
• Construire une base de données avec les profils horizontaux corrigés (niveau 1.5) : rédiger les documents de Metadonnées, proposer une architecture de données et créer la base de données.
• Utiliser les données de niveau 1.5 pour en extraire les paramètres géophysiques accessibles en proposant des approches numériques
• Rédaction de comptes rendus et d’articles scientifiques à comité de lecture.
• Assurer une veille technologique au travers de la littérature scientifique.

Your Profil

Skills

• Formation indispensable en physique, avec un solide bagage en mathématiques et en techniques numériques.
• Fort intérêt pour les sciences de l’atmosphère, du climat et de la météorologie.
• Solides compétences en conceptualisation, programmation, traitement du signal et algorithmie.
• Capacité à rédiger des documents techniques et scientifiques, et à la veille technologique.
• Aptitude au travail en équipe et au transfert de connaissances
• Aptitude pédologique dans la présentation de ses travaux et capacité de conceptualisation
• Bonne maîtrise de l’anglais, à l’écrit comme à l’oral.

Your Work Environment

L’organisation spatiale des nuages à mésoéchelle, c’est-à-dire la tendance des nuages convectifs à s’agréger pour former des structures plus ou moins étendues horizontalement et verticalement, joue un rôle majeur en météorologie et dans le système climatique. En effet, le degré d’agrégation des nuages influence le champ d’humidité à grande échelle, le bilan radiatif de la Terre ainsi que l’intensité des événements de précipitations extrêmes. Les mécanismes physiques contrôlant cette organisation ont été largement étudiés à l’aide de modèles numériques, mais restent encore peu documentés par des observations. Afin de combler ce manque, deux campagnes d’observation aéroportées ont été menées au-dessus de l’océan Atlantique tropical. La première, EUREC4A (Elucidating the role of clouds-circulation coupling in climate), s’est déroulée au large de la Barbade en janvier et février 2020. La seconde, MAESTRO (Mesoscale organisation of tropical convection, https://maestro.aeris-data.fr), au cœur de cette proposition de poste, s’est tenue au large du Cap-Vert en août et septembre 2024. MAESTRO constitue l’une des composantes de la campagne ORCESTRA (Organized Convection Experiments in the Tropical Atlantic). Soutenue par l’European Research Council (ERC), cette campagne avait pour objectif de collecter des observations permettant de tester notre compréhension des processus physiques gouvernant l’organisation des nuages, puis d’évaluer la capacité des modèles de prévision météorologique et climatique à les représenter. À cette fin, l’avion de recherche français ATR-42, géré par l’unité de service SAFIRE, a été équipé d’une instrumentation innovante comprenant plusieurs lidars, radars ainsi que des sondes de turbulence et de microphysique. En particulier, un lidar Raman a, pour la première fois, été installé en visée horizontale afin de mesurer la distribution horizontale des champs de vapeur d’eau, de température, des nuages et des aérosols. L’analyse et l’interprétation des observations acquises par ce lidar constituent les principaux objectifs du travail proposé.

Le travail se déroulera au sein du LSCE (https://www.lsce.ipsl.fr/), un laboratoire spécialisé dans l’étude du climat et de l’environnement. Il sera rattaché au groupe lidar de ce laboratoire, sous la responsabilité de Patrick Chazette, et co-encadré par Sandrine Bony du LMD (https://www.lmd.ipsl.fr/), porteuse du projet ERC MAESTRO et spécialiste des processus atmosphériques dynamiques et climatiques. Les deux laboratoires font partie de l’IPSL (https://www.ipsl.fr/) et sont des unités mixtes de recherche du CNRS. Le LSCE est un laboratoire à forte composante CEA (https://www.cea.fr/), tandis que le LMD est principalement rattaché à l’ENS, à l’École polytechnique et à Sorbonne Université.
La candidate ou le candidat sera amené(e) à travailler en équipe avec les autres partenaires du projet MAESTRO. Il ou elle aura également de nombreuses opportunités d’interaction et de collaboration avec les autres partenaires des campagnes ORCESTRA, notamment en Allemagne (Max Planck Institute for Meteorology et DLR), ainsi qu’avec des partenaires industriels.

Constraints and risks

Pas de risque identifié.

Compensation and benefits

Compensation

A partir de 3237,95 €

Annual leave and RTT

44 jours

Remote Working practice and compensation

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

About the offer

About the CNRS

The CNRS is a major player in fundamental research on a global scale. The CNRS is the only French organization active in all scientific fields. Its unique position as a multi-specialist allows it to bring together different disciplines to address the most important challenges of the contemporary world, in connection with the actors of change.

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