Séance de cours

Hétérogénéité de la neige: Télédétection

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Dans cours

ENV-525: Physics and hydrology of snow

This course covers principles of snow physics, snow hydrology, snow-atmosphere interaction, and snow modeling. It transmits detailed understanding of physical processes within the snow and at its interfaces with the atmosphere and the ground, and presents ...

Description

Cette séance de cours explore la variabilité spatiale des propriétés de la neige, y compris l'équivalent en eau de la neige, la densité et la profondeur. Il explore les processus physiques derrière l'hétérogénéité de la neige, les techniques de mesure et les exemples du monde réel. L'impact de la topographie, de la végétation et des conditions météorologiques sur la répartition de la neige est discuté, ainsi que les mécanismes à l'interface neige-atmosphère. Les méthodes de télédétection telles que les drones, le radar de pénétration du sol et la photographie aérienne sont mises en évidence pour capturer des données sur la neige. Des études de cas menées en Suisse et à Davos montrent comment la couverture de neige hétérogène affecte le moment de la fonte et le volume.

Enseignant·e·s (3)

Michael Lehning

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jimmy Gasser, Rainette Engbers, Anja Mödl, Patricia Asemann, Brandon Van Schaik, Albin Manuel Cintas, Elizaveta Sharaborova, Ueli Schilt, Francesca Carletti, Yael Frischholz, Tim Marco Giger, Henrik Jentgens, Valentin Marcel Philippe A dirigé les thèses EPFL de Benjamin Andreas Walter, Christine Dorothea Groot Zwaaftink, Thomas Grünewald, Walter Steinkogler, Nander Wever, Aurélien Gallice, Francesco Comola, Quirien Eibhilín Krol, Tristan Jonas Brauchli, Christia

Wolf Hendrik Huwald

Dr. Hendrik Huwald is a scientist at the Laboratory of Cryospheric Sciences (CRYOS) and a lecturer at the Environmental Sciences and Engineering Section (SSIE) of the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL). He completed his PhD in 2003 at the Swiss Federal Institute of Technology in Zürich (ETHZ), developing a numerical model for sea ice and studying energy transfer processes in the Arctic. Between 2005 and 2012 he was a post-doctoral fellow and scientist at the Laboratory of Environmental Fluid Mechanics and Hydrology (EFLUM) of EPFL working on Alpine snow-atmosphere interaction, and energy balance-related research mainly in mountain regions. During this time, he designed, led and participated in numerous large field experiments in different environments. In 2013 he joined the newly founded CRYOS laboratory where he conducted research in the domains of snow science, hydrology, boundary layer meteorology and environmental sensing. He has extensive experience with project management both on national and international level.

Johan Alexandre Philippe Gaume

I started my scientific career in 2008 at the Grenoble University in the IRSTEA laboratory where I did my master's thesis on the rheology of dense granular materials using the discrete element method. In the same lab, I followed with a PhD on the numerical modeling of the release depth of extreme avalanches using a combined mechanical-statistical approach and spatial extreme statistics. In 2013 I obtained a postdoc position at the WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF in Davos where I was in charge of developing and applying numerical models to improve the evaluation of avalanche release conditions and thus avalanche forecasting. While my PhD was mostly theoretical and numerical, my postdoc in Davos allowed me to gain a practical expertise by participating in laboratory and field experiments which helped to validate the models I develop. In 2016, I was awarded a SNF grant to work as a research and teaching associate in CRYOS at EPFL on the multiscale modeling of snow and avalanche processes. I developed discrete approaches to model snow micro-structure deformation and failure in order to evaluate constitutive snow models to be used at a larger scale in continuum models. I also developed numerical models for wind-driven snow transport. In 2017, I was a Visiting Scholar at UCLA to work on a Material Point Method (MPM) to simulate both the initiation and propagation of snow avalanches in a unified manner. The UCLA MPM model was initially developed for the Disney movie "Frozen" and has been modified and enriched based on Critical State Soil Mechanics to model the release and flow of slab avalanches. The results of this collaboration have been published in Nature Communications. In 2018, I was awarded the SNF Eccellenza Professorial Fellowship and became professor at EPFL and head of SLAB, the Snow and Avalanche Simulation Laboratory. At SLAB, we study micro-mechanical failure and fracture propagation of porous brittle solids, with applications in snow slab avalanche release. We also simulate avalanche dynamics and flow regime transitions over complex 3D terrain through the development of new models (depth-resolved and depth-averaged) based on MPM.In 2020, I obtained a SPARK grant to develop a new approach to simulate and better understand complex process chains in gravitational mass movements, including permafrost instabilities, rock, snow and ice avalanches and transitions to debris flows.

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Concepts associés (27)

Neige

La neige () est une forme de précipitations atmosphériques constituée de particules de glace ramifiées, de structure et d'aspect très variables qui sont la plupart du temps cristallisées et agglomérées en flocons contenant de l'air. Mais cette glace peut aussi être sous forme de grains (neige en grains, neige roulée) ou mouillée. Lorsqu'il y a suffisamment de froid et d'humidité dans l'atmosphère, la neige se forme naturellement par condensation solide de la vapeur d'eau à saturation autour des noyaux de congélation.

Temps (météorologie)

Le temps ou la météo est l'ensemble des conditions physiques des basses couches de l'atmosphère à un moment précis et en un point précis. Sont communément associées au temps les conditions météorologiques dont les effets peuvent être directement ressentis : ennuagement ou rayonnement solaire, température, vent, précipitations et également visibilité. L'étude et la prévision du temps s'appellent la météorologie.

Photographie aérienne

La photographie aérienne est un domaine vaste tant sur le plan de la variété des documents que des techniques employées. thumb|upright=0.6|Appareil photo-mitrailleuse conçu pour l'observation aérienne (photo ou film) pour l'armée allemande (photographie d'archive allemande, datée de 1914). La première photographie aérienne date de 1858, elle est l'œuvre du photographe et aérostier Félix Nadar qui a pris un cliché du Petit-Bicêtre (actuel Petit-Clamart), au sud de Paris, à proximité de Bièvres depuis un ballon captif.

Prévision des orages violents

La prévision des orages violents est la partie de la météorologie d'exploitation qui tente de prévoir le développement, l'intensité, le type de danger et les zones affectées par les orages pouvant donner de la grosse grêle, des vents destructeurs, des tornades et des pluies torrentielles. La tâche du météorologue est d'appréhender tout d'abord comment se développe un orage violent, puis d'analyser le potentiel actuel et futur de l'orage au-dessus des régions sous sa responsabilité et enfin d’appliquer des techniques diagnostiques et des simulations informatiques pour prévoir leur développement.

Télédétection

La télédétection est l'ensemble des techniques utilisées pour déterminer à distance les propriétés d'objets naturels ou artificiels à partir des rayonnements qu'ils émettent ou réfléchissent. Les techniques de télédétection comprennent l'ensemble du processus : la capture et l'enregistrement de l'énergie d'un rayonnement émis ou réfléchi par les objets observés, le traitement des données résultantes et enfin l'analyse des données finales. Ce processus met en œuvre un capteur (appareil photographique, laser, radar, sonar, lidar, sismographe, gravimètre,.

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Variabilité spatiale des propriétés de la neige

Explore la variabilité spatiale des propriétés de la neige et l'impact de la couverture de neige hétérogène sur le moment de la fonte et le volume.

Événements extrêmes : Comprendre les phénomènes météorologiques et climatiques extrêmes

Se penchent sur les phénomènes météorologiques extrêmes, leurs définitions, leurs causes et leurs conséquences, soulignant l'importance de comprendre les changements climatiques par rapport à ces phénomènes.

Variables dérivées 2: Applications et analyse MOOC: Systèmes d’Information Géographique 2

Couvre les variables thématiques dérivées des DEM et de leurs applications dans le SIG.

Formation de neige: croissance cristalline et précipitations

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Décrit le projet CleanCloud, en se concentrant sur les interactions aérosol-nuage et la transition climatique vers un régime post-fossile.

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