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Séance de cours

Processus de neige: Interactions canopées

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 les processus complexes d'accumulation de neige et de fonte dans les environnements forestiers, en mettant l'accent sur les interactions entre la neige et la végétation. Les sujets abordés comprennent l'interception de la canopée, la formation de couches de glace, la modulation du ruissellement par la neige et l'impact de la pluie sur les événements de neige. L'instructeur discute de l'importance de comprendre les processus de végétation de la neige et présente des modèles pour simuler ces interactions complexes.

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Enseignant·e·s (3)

Michael Lehning

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 (31)

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.

Pluviomètre

thumb|Deux parties d'un pluviomètre à lecture directe. À la gauche se trouve une éprouvette graduée surmontée d'un entonnoir, lesquels sont introduits dans le cylindre à la droite. À la droite du cylindre se trouve un tuyau métallique qui sert à évacuer le surplus de précipitations accumulées (ce tuyau est souvent raccordé à une conduite qui plonge dans la terre). Le pluviomètre est un instrument météorologique destiné à mesurer la quantité de précipitations (surtout la pluie) tombée pendant un intervalle de temps donné en un endroit.

Sublimation (physique)

En physique, la sublimation est le changement d'état d'un corps de l'état solide à l'état gazeux, directement (sans passer par l'état liquide). Le procédé inverse se nomme déposition ou condensation solide ou encore sublimation inverse. Tout solide stable est susceptible d'être sublimé si on le chauffe à une pression inférieure à celle de son point triple. La sublimation nécessite de fournir une énergie au corps qui la subit et est donc une transition de phase endothermique.

Glace

La glace est l'eau (de formule chimique ) lorsqu'elle est à l'état solide. Cet élément est très étudié dans la nature et en laboratoire, par les scientifiques, à commencer par les glaciologues, les physiciens de la matière condensée et autres cryologues de spécialités différentes : il contient souvent beaucoup d'impuretés ou d'inclusions, d'origine diverse.

Enthalpie de sublimation

In thermodynamics, the enthalpy of sublimation, or heat of sublimation, is the heat required to sublimate (change from solid to gas) one mole of a substance at a given combination of temperature and pressure, usually standard temperature and pressure (STP). It is equal to the cohesive energy of the solid. For elemental metals, it is also equal to the standard enthalpy of formation of the gaseous metal atoms. The heat of sublimation is usually expressed in kJ/mol, although the less customary kJ/kg is also encountered.

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Séances de cours associées (31)

Prévisions de neige et d'avalanche MOOC: Un avenir résilient : La science et la technologie au service de la réduction des risques de catastrophes

Discute de la prévision de la neige et des avalanches, de la simulation du couvert neigeux, de la prévision des ruissellements et de l'impact des changements climatiques.

Transitions de phase : comprendre la stabilité thermodynamique

Explore les transitions de phase en thermodynamique, en se concentrant sur les critères de stabilité et les applications du monde réel.

Les vents Katabatiques en Antarctique : un phénomène fascinant

Déplacez-vous dans les vents katabatiques captivants de l'Antarctique et leur impact sur les précipitations, explorant le contexte historique, le comportement du vent et les interactions côtières.

Enthalpie standard de la formation de l'urée

Se concentre sur le calcul de l'enthalpie standard de formation de l'urée à l'aide d'énergies de liaison et d'enthalpies de sublimation.

Équilibre chimique et réactivité

Explore les équilibres chimiques, les enthalpies et les réactions à travers des exemples et des calculs.

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