Les nuages constituent la partie visible du cycle de l'eau dans l'atmosphère. Ils régulent les précipitations et la vapeur d'eau atmosphérique, ils interagissent avec la surface et avec la pollution (par exemple en produisant du smog), ils sont l'un des principaux modulateurs de la température terrestre par leur interaction avec les rayonnements solaires et telluriques. Les particules d'aérosol jouent un rôle important sur la qualité de l'air mais aussi sur le climat par leur interaction avec le rayonnement et les nuages. Sans les particules d'aérosol, la formation de nuages dans l'atmosphère ne se produirait pas aux températures et aux humidités relatives auxquelles les nuages sont observés.
Ce cours fournit des éléments clés de la physique des aérosols, des nuages et des précipitations, de la petite échelle (les particules composant les nuages) à l'échelle régionale (un système nuageux) et jusqu'aux échelles mondiales.
Le cours comprend les éléments suivants :
- Origine et composition chimique des aérosols
- Distributions spatiales et verticales des particules dans l'atmosphère
- Microphysique des aérosols : mouvement brownien, coagulation, condensation, dépôt, nucléation des nuages, etc.
- Propriétés optiques des aérosols
- Forçage radiatif des aérosols : direct, semi-direct, indirect, impact sur les surfaces de neige et de glace
- L'eau dans l'atmosphère : thermodynamique de l'air humide
- Microphysique des nuages chauds : formation et croissance des gouttelettes de nuages
- Microphysique des nuages froids : formation et croissance des cristaux de glace
- Processus de précipitation : Pluie et neige
- Propriétés optiques des nuages
- Effet des nuages sur les radiations
- Feedbacks des nuages et lien avec la sensibilité du climat Cloud feedbacks and link with climate sensitivity
Clouds constitute the visible part of the water cycle in the atmosphere. They regulate precipitations and atmospheric water vapour, they interact with the surface and with pollution (e.g. by producing smog), they are one of the main modulators of the Earth temperature through their interaction with solar and telluric radiations. Aerosol particles play a significant role on air quality but also on climate through their interaction with radiation and clouds. Without aerosol particles, cloud formation in the atmosphere would not occur at the temperatures and relative humidities at which clouds are observed to exist.
This course provides key elements of aerosol, cloud and precipitation physics, from the small scale (the particles composing clouds) to the regional scale (a cloud system) and up to the global scales.
It includes:
- Origin and chemical composition of aerosols
- Spatial and vertical distributions of particles in the atmosphere
- Microphysics of aerosols: brownian motion, coagulation, condensation, deposition, cloud
nucleation
- Optical properties of aerosols
- Aerosol radiative forcing: direct, semi-direct, indirect, impact on snow and ice surfaces
- Water in the atmosphere: thermodynamics of moist air
- Microphysics of warm clouds: formation and growth of cloud droplets
- Microphysics of cold clouds: formation and growth of ice crystals
- Precipitation processes : Rain and Snow
- Opical properties of clouds
- Effect of clouds on radiations
- Cloud feedbacks and link with climate sensitivity.