Séance de cours

Processus de neige: Interactions canopées

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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 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.

Enseignant·e·s (3)

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)

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

L'enthalpie de sublimation, ou chaleur latente de sublimation, est l'énergie absorbée sous forme de chaleur par un corps lorsqu'il passe de l'état solide à l'état gazeux à température et pression constantes. La chaleur de sublimation est exprimée en kJ/mol (ou parfois également en kJ/kg). L'enthalpie de sublimation d'un corps est égale à la somme de son enthalpie de fusion et de son enthalpie de vaporisation.

Avalanche

Une avalanche () de neige est d'abord un phénomène physique : une masse de neige qui se détache puis dévale un versant de montagne sous l'effet de la pesanteur, ou, formulé autrement, le mouvement rapide sur une grande pente d'un volume de neige, à la suite d'une rupture d'équilibre dans le manteau neigeux initial. Une avalanche de neige est aussi un aléa avec la possibilité qu'une telle menace (déclenchement, écoulement, impact) se réalise dans un lieu donné à un instant donné.

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Couvre la formation des cristaux de glace, les processus, les formes et le métamorphisme de la neige, expliquant la signification du métamorphisme de la neige et la croissance des cristaux de glace.

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