Séance de cours

Variabilité spatiale des propriétés de la neige

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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, et discute de la motivation derrière l'étude de l'hétérogénéité de la neige, des processus physiques qui la créent et des techniques de mesure utilisées pour la capturer. Des exemples concrets de Davos et de Calgary sont présentés, soulignant l'impact de la couverture neigeuse hétérogène sur le moment de la fonte et le volume. La séance de cours couvre également les facteurs externes et les échelles influençant la variabilité de la neige, ainsi que les processus à l'interface neige-atmosphère. Diverses méthodes de quantification de la neige, telles que la télédétection et les mesures ponctuelles, sont discutées, ainsi que les défis liés à la capture de la variabilité spatio-temporelle des propriétés de la neige.

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.

Source officielle

Concepts associés (12)

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,.

Vapeur d'eau

vignette|Évolution des teneurs connues de quelques gaz de l'atmosphère terrestre (autrefois plus riche en vapeur d'eau, et plus acide (en raison de l'acide carbonique formé avec le ). Pour rendre ces variations plus visibles, l'échelle temporelle n'est pas linéaire. La vapeur d'eau est l'état gazeux de l'eau. C'est un gaz inodore et incolore. À l'opposé, dans le langage commun, le terme vapeur d'eau peut servir à désigner le brouillard créé par la condensation d'eau à l'état gazeux sous forme de microgouttelettes.

Neige roulée

La neige roulée est un type de précipitations sous forme de particules de glace blanches et opaques, de surface généralement arrondie ou conique, et dont la dimension peut aller jusqu'à . La neige roulée peut apparaître lorsque la température oscille autour de dans une couche s'étendant jusqu'au sol lors d'une chute de neige et peut être mêlée de flocons de neige. Le code METAR d'observation est GS. vignette|gauche|upright=0.75|Grain de neige roulée au microscope.

Fonte des neiges

La fonte des neiges, également appelée fonte nivale, est un phénomène climatique saisonnier des régions tempérées qui réside dans la transformation en eau de ruissellement de la neige et de la glace qui se sont accumulées durant la saison froide. Ceci se produit sous l'effet de la chaleur du début de la saison chaude alors que la température passe au-dessus de . Dans les zones où le climat est doux, cette accumulation de neige a essentiellement lieu sur les sommets.

Diaporama

Un diaporama est un document destiné à être projeté sur un écran, soit sous forme d'une succession de diapositives lors d'une présentation orale, soit sous forme audiovisuelle intégrant une bande sonore. Depuis la disponibilité de vidéoprojecteurs, on appelle aussi couramment « diaporama » une conférence appuyée sur un document établi à l'aide de logiciel de présentation tels qu'Impress de LibreOffice ou Apache OpenOffice, ou Beamer, libres et gratuits, ou Microsoft PowerPoint, logiciel propriétaire, qu'il s'agisse d'une conférence professionnelle ou d'un spectacle public composé uniquement de photographies.

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