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Une nouvelle méthode de détection de la hauteur de couche limite avec un lidar Doppler

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/57859  |   DOI : 10.4267/2042/57859
Title: Une nouvelle méthode de détection de la hauteur de couche limite avec un lidar Doppler
Author: Rieutord, Thomas
Abstract: La couche limite, la partie de l'atmosphère la plus proche du sol, présente des spécificités qui la distinguent des couches supérieures (présence de turbulence, concentration accrue de certains polluants émis à la surface, présence de certains types de nuages). Pour prendre en compte ces distinctions, il convient de bien délimiter cette zone. Quelle frontière donner à cette zone si particulière ? Nous aborderons cette question du point de vue expérimental. Après un nécessaire questionnement sur la définition de la hauteur de couche limite, nous allons présenter l'instrument qui nous a servi (le lidar Doppler) et les perspectives qu'il offre. Ensuite, nous décrirons les méthodes qui permettent de déduire des mesures lidar une estimation de la hauteur de couche limite. Trois méthodes vont être présentées : le maximum de gradient, le seuillage adaptatif et la méthode des K-moyennes. Cette dernière est d'un type nouveau, car elle croise des données de différentes natures. Enfin, les trois méthodes sont comparées sur le même jeu de données. On constate que la capacité des K-moyennes à prendre en compte plusieurs types de données lui permet de fournir une estimation de qualité, même en situation complexe.The boundary layer, the lowest layer of the atmosphere, has specific features that distinguish it from the layers above (presence of turbulence, enhanced concentrations of some pollutants emitted at the surface, presence of some particular cloud types). Therefore, it is important to known its height. What frontier should be given to this special area of the atmosphere? We approach this question from the experimental point of view. After an unavoidable discussion of the boundary layer height definition, the instrument used (a Doppler lidar) will be presented, as well as the opportunities it offers. Next, the methods that can derive boundary layer height from lidar measurements are introduced. Three methods are presented : the gradient maximum, the adaptative thresholding and the K-means method. The latter is of a new type because it mixes data of varioustypes. Finally, the three methods are compared on the same data set. It is shown that the capacity of the K-means to deal with different types of data allows it to overcome complex situations.
Subject: méthode de mesure; lidar; algorithmes; couche limité atmosphérique (CLA); comparaison de méthodes
Publisher: Association Météo et Climat
Date: 2015

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