Séance de cours

Modélisation des Snowpacks : Physique et Applications

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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 couvre la physique derrière la modélisation du manteau neigeux, y compris le rayonnement solaire, le vent, les précipitations et le transfert d'énergie dans le manteau neigeux. Il explique le modèle numérique SNOWPACK, développé à la SLF et à l’EPFL, et ses principes de fonctionnement. La séance de cours explore également des exemples pratiques d'utilisation de SNOWPACK pour le transport de vapeur et les simulations d'hydrologie, présentant ses applications dans la compréhension des profils de densité de neige et le transport de vapeur d'eau dans les régions alpines.

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 (32)

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.

Gestionnaire de fichiers

Un gestionnaire de fichiers présente les fichiers informatiques situés sur une ou plusieurs machines, affiche des informations sur eux (nom, taille, aperçu...), permet de trier leur présentation et d'effectuer sur eux quelques opérations, individuellement ou en les groupant. Il permet aussi la création et la suppression de fichiers et de répertoires Travaillant le plus souvent dans une interface graphique, il permet aussi ouverture, visualisation, impression, renommage, déplacement ou copie, la suppression, affichage et modification de propriétés et recherche de fichiers.

Gestionnaire de fenêtres

Un système de fenêtrage ou « gestionnaire de fenêtres » (« window manager » en anglais) est un logiciel chargé de l'affichage et du placement des fenêtres d'applications. Les plus connus sont ceux utilisés par le système de fenêtrage X (sur les systèmes Unix, Linux et BSD). Il en existe aussi sous Windows (comme LiteStep) et sous OS/2 (le Presentation Manager pouvant être remplacé), mais ces cas sont beaucoup moins répandus du fait, entre autres, de la gratuité de X et de ses spécifications ouvertes.

Système de fenêtrage

vignette|300px|Une fenêtre Un système de fenêtrage est un logiciel qui permet à l'utilisateur d'un ordinateur d'interagir via un clavier et un dispositif de pointage comme une souris avec plusieurs applications graphiques visibles simultanément. Chaque application s'affiche dans une ou plusieurs fenêtres qui sont des zones rectangulaires de l'écran. Ces fenêtres peuvent se recouvrir les unes les autres. L'utilisateur peut déplacer et redimensionner les fenêtres, les fermer temporairement ou leur faire occuper tout l'écran.

Système de fichiers

Le terme système de fichiers (abrégé « FS » pour File System, parfois filesystem en anglais) désigne de façon ambigüe : soit l'organisation hiérarchique des fichiers au sein d'un système d'exploitation (on parle par exemple du file system d'une machine unix organisé à partir de sa racine (/) ) soit l'organisation des fichiers au sein d'un volume physique ou logique, qui peut être de différents types (par exemple NTFS, , FAT32, ext2fs, ext3fs, ext4fs, zfs, btrfs, etc.

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Séances de cours associées (64)

Agent Gitlab pour Kubernetes (agentk)

Couvre la configuration d'un agent Gitlab pour Kubernetes, en mettant l'accent sur l'installation, le contrôle de version et le dépannage.

Simulations micromagnétiques

Explore les simulations magnétiques à différentes échelles, du micromagnétisme à la dynamique de spin atomistique.

Traitement des dossiers en C : Principes de base et questions communes

Couvre les bases de la gestion des fichiers en C, les questions courantes et les fonctions standard.

Applications Snowpack et tutoriel

Explore le modèle SNOWPACK pour les applications de physique de la neige et d'hydrologie, y compris le transport de vapeur, l'hydrologie et le changement climatique.

Méthodes d'estimation spectrale

Explore les méthodes d'estimation du spectre paramétrique, y compris les spectres linéaires et lisses, et se penche sur l'analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque.

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Neige

Gestionnaire de fichiers

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Système de fenêtrage

Système de fichiers

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