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Boudevillain, Brice

Overview
Works: 15 works in 15 publications in 2 languages and 22 library holdings
Roles: Opponent, Other, Author, Thesis advisor, Contributor
Publication Timeline
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Most widely held works by Brice Boudevillain
Précipitations méditerranéennes intenses -caractérisation microphysique et dynamique dans l'atmosphère et impacts au sol by Nan Yu( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This study offers a unified formulation for the single- and multi-moment raindrop size distributions (DSD), which were proposed in the framework of scaling analysis in the literature. The key point is to consider the DSD scaled by drop concentration (Nt, 0th order DSD moment), as a probability density function (pdf) of raindrop diameter scaled by characteristic diameter (D/Dc). The Dc is defined as the ratio of the 4th to the 3rd DSD moment. A two-parameter gamma pdf model, with a self-consistency relationship, is found to be suitable for representing the scaling DSD formulation. For the purpose of parameter estimation, two different methods, based on three DSD moments (0th, 3rd and 4th moments) and multiple DSD moments (from 0th to 6th moments), are proposed and then evaluated through the 3-year DSD observations, collected at Alés within the activities of the Cévennes-Vivarais Mediterranean Hydrometeorological Observatory (CVMHO). The results reveal that: 1) the scaled DSD model parameterized by three moments (0th, 3rd and 4th moments) possesses a similar performance compared to that constructed by multiple DSD moments; 2) regardless the application of scaled technique, large variation is still exhibited in this climatological DSD scaled dataset. The scaled DSD formulation is, in a second step, adapted to the one- and two-moment scaling DSD formulations by introducing single and dual power-law models between the reference moments (e.g. rain rate R and/or radar reflectivity factor Z) and the explained moments (total concentration Nt, characteristic diameter Dc). Compared with previous DSD formulations presented in the literature, the presented approach explicitly accounts for the prefactors of the power-law models to produce a uniform and dimensionless scaled distribution, whatever the reference moment(s) considered. In the same manner, two methods based on 1) single or dual power-law models and 2) multiple DSD moments (from 0th to 6th moments), are proposed to estimate the climatological parameters in the one- and two-moment scaling DSD formulations. The results show that: 1) the estimation method has a significant impact on the climatological DSD formulation scaled by one moment; 2) the choice of the reference moment to scale DSD depends on the objectives of the research: e.g. the DSD model scaled by high order moment produces a good performance for large drops at the cost of a poor performance for the small ones; 3) using two scaling moments improves significantly the model performance to represent the natural DSD, compared to the one-moment DSD formulation. In terms of applications of scaling DSD model, the analysis of the inter-event variability is performed on the basis of the scaling formulation containing three parameters (Nt, Dc and µ describing the shape of the gamma function). Different rain phases can be identified by the sudden shifts of moments and parameters in DSD time series. It is found that these rain phases are well linked to different weather processes. And a preliminary relationship is established between the radar observations and DSD parameters. The climatological scaling DSD formulations are also used for the DSD reconstitutions and for rainfall kinetic energy flux density estimations by rain intensity and/or radar reflectivity factor. The results confirm that the application of two scaling moments (R and Z) improves significantly the performance of these models, regardless the different sampling characteristics between radar and raingauge
Evaluation of the CloudSat surface snowfall product over Antarctica using ground-based precipitation radars by Niels Souverijns( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ground-based remote sensing of Antarctic and Alpine solid precipitation by Claudio Durán Alárcon( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Solid precipitation plays an important role in the Earth's climate system, as well as for the maintenance of ecosystems and the development of human society. The large uncertainty in precipitation estimates and the discrepancies within climate model projections make this component of the hydrological cycle important as a research topic. Remote sensing allows to monitor precipitation and clouds in regions where in-situ observations are scarce and scattered, but with limited temporal resolution and a blind zone close to the ground level for spaceborne sensors, and limited visibility in the lower atmosphere in complex terrain for ground-based radars. The objectives of this dissertation are the following: 1) to characterize cloud and precipitation in Antarctica, detecting the presence of supercooled liquid and ice particles near the ground level using a ground-based 532-nm depolarization lidar; 2) to characterize the vertical structure of the precipitation in two contrasted but important regions of the cryosphere, Antarctica and the Alps, in the low troposphere using ground-based radars.In this study, a cloud and precipitation hydrometeor detection method is proposed using lidar data, complemented with a K-band micro rain radar (MRR) to improve the detection of precipitation, both instruments deployed at the Dumont d'Urville (DDU) station in East Antarctica. A method based on lidar depolarization and attenuated backscattering coefficient and the use of k-means clustering is developed for the particle classification. The classification of cloud and precipitation particles provides the vertical distribution of supercooled liquid water, as well as planar oriented ice and randomly oriented ice particles. The comparison between ground-based and satellite-derived classifications shows consistent patterns for the vertical distribution of supercooled liquid water in clouds.The vertical structure of precipitation near the surface is analyzed using the Doppler moments derived from three MRR profiles at DDU, the Princess Elisabeth (PE) station, at the interior of East Antarctica, and at the Col de Porte (CDP) station, in the French Alps. These analyses demonstrate that local climate plays an important role in the vertical structure of the precipitation. In Antarctica, the strong katabatic winds blowing from the high plateau down to the coast decrease the radar reflectivity factor near the surface due to the sublimation of the snowfall particles. Doppler moments also provide rich information to understand precipitation processes, such as aggregation and riming, as observed at DDU and CDP.The results also show that in the interior of the Antarctic continent a significant part (47%) of the precipitation profiles completely sublimate before reaching the surface, due to the dry atmospheric conditions, while in the coast of Antarctica it corresponds to about the third part (36%). In the Alps, this percentage is reduced to 15%. The major occurrence of particle sublimation is observed below the altitude where CloudSat profiles are contaminated by ground clutter. Therefore, this phenomenon cannot be fully captured from space with the current generation of sensors.This dissertation contributes to the study of the vertical structure of snowfall in the low troposphere, useful for the evaluation of precipitation remote sensing products, which may have severe limitations in the vicinity of the surface
Integrated high-resolution dataset of high-intensity European and Mediterranean flash floods by William Amponsah( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Integrated high-resolution dataset of high intensity Euro-Mediterranean flash floods by William Amponsah( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

On the relationship between total differential phase and pathintegrated attenuation at X-band in an Alpine environment by Guy Delrieu( )

1 edition published in 2020 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Prévision à très courte échéance des crues rapides méditerranéennes by Alexane Lovat( )

1 edition published in 2019 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les régions méditerranéennes sont régulièrement exposées aux événements fortement précipitants et aux crues rapides. En situation de crise, disposer d'une prévisionhydrométéorologique sur quelques heures d'échéance peut s'avérer crucial, notamment pour l'intervention des services de secours. La prévision des conséquences hydrologiques des épisodes méditerranéens de pluie intense aux échéances de la prévision immédiate, jusqu'à 6h d'échéance, est le sujet de cette thèse. Deux aspects ont été étudiés : la modélisation des débits et du ruissellement à fine échelle, et l'utilisation de prévisions immédiates de pluie, notamment des nouveaux systèmes de prévision de Météo-France, pour anticiper les crues. L'apport d'une représentation plus fine de l'occupation et de la texture des sols pour la simulation des débits des cours d'eau et du ruissellement sur des zones urbaines et péri-urbaines a d'abord été examiné. Une étude de sensibilité a été menée sur l'impact des descripteurs de sol et de la résolution spatiale (1km et 300m) avec le modèle hydrologique ISBA-TOP sur 12 cas de crues passées, incluant celui des inondations meurtrières dans la région de Cannes en 2015. Une analyse approfondie de ce cas a été conduite en exploitant les estimations de débits obtenues dans le cadre des enquêtes post-évènement du programme HyMeX et en explorant le potentiel dedonnées d'impacts pour évaluer le ruissellement simulé. La résolution spatiale du modèle s'estmontrée avoir le plus d'impact, suivie de la description de la texture du sol et enfin de ladescription de l'occupation du sol. Le potentiel des prévisions immédiates de pluie pour laprévision des crues méditerranéennes jusqu'à 6h d'échéance a ensuite été étudié. En particulier,les prévisions de pluie issues d'une version dédiée à la prévision immédiate du modèle deprévision numérique du temps AROME (AROME-PI), et d'une méthode de fusion entreextrapolation des lames d'eau radar et prévision numérique du temps (PIAF) ont été examinées.L'évaluation a été conduite en considérant les temps de mise à disposition réelle des prévisions,qui est un paramètre important à prendre en compte pour la prévision jusqu'à quelques heuresd'échéance. Ces pluies ont été évaluées d'un point de vue hydrologique, en comparant les lamesd'eau observées et prévues sur des bassins versants affectés par des crues passées, puis àl'échelle régionale sur un grand domaine Sud-Est. Les résultats sont globalement les mêmes pourles deux évaluations. PIAF est de très bonne qualité jusqu'à 1h de prévision, mais cette qualité sedégrade très rapidement, pour atteindre une qualité comparable voire inférieure à AROME-PI audelà de 1h15/1h30 de prévision. Entre 2h et 3h d'échéance, AROME-PI est de qualité supérieure ou équivalente à PIAF. Des ensembles formés par les prévisions successives de AROME-PI et dePIAF respectivement, ont aussi été étudiés. La sensibilité des ensembles à leur taille et à l'ajout d'une tolérance temporelle sur la prévision de chacun des membres a été examinée. Les résultats indiquent que plus un ensemble contient de membres, plus il est performant. Il en est de même pour les ensembles avec une tolérance temporelle de 15 ou de 30min. Une évaluation des débits aux exutoires simulés avec ISBA-TOP et MARINE forcés par les prévisions immédiates de pluie AROME-PI et PIAF, utilisées seules ou en tant qu'ensembles, a aussi été effectuée sur deux cas de crues exceptionnelles (l'Aude en 2018 et Cannes en 2015). Pour les meilleurs scenarii basés sur les prévisions AROME-PI, l'anticipation de la bonne intensité des pics de crue et de la décrue peut atteindre jusqu'à 5h, et un peu plus pour la montée. Pour ceux basés sur les prévisions PIAF, l'anticipation varie entre 20min et 4h, selon le phénomène, le bassin et le modèle hydrologique étudié
Prototype de re-analyses pluviometriques pour la region Cevennes-Vivarais( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Développement et évaluation d'un modèle tridimensionnel de nuage mixte à microphysique détaillée : application aux précipitations orographiques by Céline Planche( )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La prévision quantitative des précipitations à l'aide des modèles météorologiques reste encore un grand défi posé à la communauté des sciences atmosphériques. En effet, deux problèmes majeurs sont généralement identifiés pour la prévision opérationnelle des précipitations et du climat : les interactions des systèmes précipitants avec le relief et avec la pollution. Cette thèse contribue à l'amélioration des prévisions de pluies. La stratégie adoptée est d'étudier des évènements précipitants en zones montagneuses en décrivant au mieux les interactions aérosol-nuage-précipitation à l'aide du modèle à microphysique mixte détaillée : DEtailed SCAvenging Model (DESCAM, Flossmann et Wobrock (2010)). Ce modèle utilise cinq distributions pour représenter les particules d'aérosol résiduelles et interstitielles ainsi que les gouttes et cristaux de glace. Le modèle a directement été comparé aux observations réalisées au cours de la campagne expérimentale COPS (Convective and Orographically induced Precipitation Study), qui a eu lieu pendant l'été 2007 à la frontière franco-allemande. En particulier, les simulations des pluies ont été comparées avec des observations de différents radars afin d'évaluer les performances du modèle mais aussi d'aider à l'interprétation des réflectivités de la bande brillante. La sensibilité par rapport à la pollution particulaire a été étudiée pour les propriétés des nuages et des précipitations. Pour les cas étudiés, plus le nombre des particules d'aérosol présentes dans l'atmosphère est important et plus leur solubilité est élevée, plus les précipitations au sol sont faibles. Ces comportements globaux peuvent toutefois être localement différents. Il existe donc des interactions plus complexes entre les particules d'aérosol, les nuages et les précipitations qui doivent être encore plus approfondies
Assessment of Vertically Integrated Liquid (VIL) water content radar measurement by Brice Boudevillain( )

1 edition published in 2003 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Utilisation des données radar volumiques et d'un modèle de PNT à haute résolution pour une meilleure estimation quantitative des précipitations en plaine et sur les massifs montagneux by Tony Le Bastard( )

1 edition published in 2019 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'exploitation des données radar météorologiques utilisées pour estimer la lame d'eau est souvent compliquée par la hauteur de la mesure. C'est tout particulièrement le cas en zone montagneuse où le faisceau est très éloigné du sol du fait que les radars sont installés en haute altitude et queles élévations les plus basses sont partiellement ou totalement masquées. La méthode classiquement utilisée en opérationnel (et notamment à Météo-France) pour extrapoler les réflectivités à hauteur du sol, ne permet pas de considérer certains processus trop complexes pour être modélisés simplement, comme l'évaporation ou le renforcement des précipitations sous le faisceau. De plus, la variabilité spatiale des profils de précipitations n'est pas prise en compte, limitant considérablement les performances de l'algorithme d'estimation de la lame d'eau en plaine comme en régions montagneuses. C'est en identifiant ces lacunes et limitations que s'est inscrite cette thèse, avec pour but le développement d'une méthode novatrice d'estimation de la lame d'eau. L'idée est de tirer partie de la capacité du modèle numérique de prévision immédiate à haute résolution de Météo-France (AROME-PI) à produire des profils de précipitations réalistes, pour établir les profils les plus probables compte tenu des observations volumiques disponibles et les utiliser pour estimer la précipitation au sol. On s'appuie sur un simulateur radar qui, à partir des variables pronostiquées par le modèle (contenus en hydrométéores, température...), simule la réflectivité, tout en respectant la géométrie du faisceau du radar. La première partie de la thèse se concentre sur la mise en place d'une méthode bayésienne de recherche des profils de réflectivitéssimulés les plus pertinents par rapport à l'observation et ensuite utilisés pour la restitution des taux de précipitations et de la lame d'eau. Deux cas d'études stratiformes complexes ont été étudiés pour tester les performances du nouveau schéma et souligner les limitations de la correction des réflectivités actuellement utilisée à Météo-France. Une étude de sensibilité sur le poids donné aux élévations les plus basses dans la méthode ainsi que sur le nombre de profils simulés utilisés a été menée. La deuxième partie de cette thèse présente des améliorations apportées à la paramétrisation de la bande brillante de ce simulateur en cohérence avec le schéma microphysique ICE3 utilisé dans AROME. Les réflectivités ainsi simulées ont été évaluées sur différents cas d'études. Les biais identifiés ont été en partie corrigés grâce au développement d'une méthode statistique adaptée, permettant l'élaboration d'un jeu de données simulées plus robuste. Enfin, le dernier volet du travail se focalise sur l'évaluation du potentiel de la méthode à mieux estimer les précipitations en zone montagneuse. Des premiers tests ont été effectués sur un cas idéalisé de plaine pour lequel on a volontairement masqué l'élévation la plus basse. On a ensuite reconstitué les réflectivité masquées pour les comparer avec les réflectivités réellement observées. La nouvelle méthode a ensuite été appliquée sur un cas convectif et un cas stratiforme en zone montagneuse. Une évaluation tri-dimensionnelle des résultats a été faite à partir des profils quasi-verticaux du radar Xport de l'IGE, des pluviomètres ainsi que des profils de référence issus des réanalyses SAFRAN, un modèle d'analyse et de prévision de grandeurs météorologiques adapté pour la montagne. Elle a permis de montrer tout le potentiel que représente cette nouvelle approche pour l'estimation de la lame d'eau en montagne
Contribution à la définition des caractéristiques d'un radar hydrologique urbain by Brice Boudevillain( Book )

1 edition published in 2003 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'intensité pluvieuse est une information essentielle en hydrologie, notamment pour les bassins versants situés en zone urbaine ou montagneuse. Il est donc nécessaire de disposer, sur ces bassins, d'estimations fiables des précipitations ainsi que de prévisions de la pluie à très courte échéance. Le radar météorologique constitue une solution à ces besoins. Toutefois, les radars existants aujourd'hui ne sont pas totalement adaptés à toutes les applications hydrologiques en terme de souplesse d'utilisation et de resolution spatiale et temporelle. L'utilisation de radars de configuration légère en bande X, est envisagée pour les besoins de l'hydrologie urbaine. Les conditions d'utilisation de tels radars sont à définir. Ces études proposent d'évaluer l'intérêt de l'information radar volumique et Doppler pour la prévision des précipitations à très courte échéance. La première partie de la thèse s'intéresse à la mesure du VIL par radar. Elle présente aussi une méthode de restitution du champ de vitesse horizontale tirant parti de la mesure Doppler. La deuxième partie concerne la formulation et l'évaluation d'une méthode de prévision de la pluie à très courte échéance reposant sur le VIL. Cette méthode est d'abord testée à l'aide de données radar simulées afin de mettre en évidence l'intérêt des données volumiques indépendamment des erreurs de mesure. Une étude de cas réel a été ensuite menée sur des événements pluvieux de la période spéciale d'observation de MAP (Mesoscale Alpine Programme)
Mesure des précipitations à l'aide d'un radar en bande X non-cohérent à haute résolution et d'un radar en bande K à visée verticale. Application à l'étude de la variabilité des précipitations lors de la campagne COPS by Frédéric Tridon( )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'estimation quantitative des précipitations à l'échelle locale est une nécessité sociétale, à cause de l'augmentation des dégâts provoqués par des inondations exacerbées par l'urbanisation croissante. Or, des estimations locales sont particulièrement difficiles à réaliser à cause de la forte variabilité des précipitations. De plus, ce genre d'estimation est sollicité par de petits organismes tels qu'une commune, pour lesquels il n'est pas envisageable d'utiliser des instruments à la pointe de la recherche technologique à cause de leur coût prohibitif. Ainsi, il est nécessaire de développer des méthodes d'estimation quantitative des précipitations applicables à un dispositif expérimental de prix abordable. Dans ce but, un dispositif expérimental innovant est utilisé dans cette thèse. Il est constitué d'instruments de mesure directe, au sol, tels que des pluviomètres et des disdromètres, et d'un prototype de radar à balayage horizontal basé sur un radar nautique commercial, associé à un MRR (Micro Rain Radar) à visée verticale qui fournissent une estimation en altitude de la pluie, respectivement sur une surface donnée et le long d'un profil vertical. Le radar à balayage horizontal est un radar en bande X, c'est-à-dire qu'il fonctionne à une longueur d'onde lui procurant une très haute résolution radiale, mais qui est très atténuée par les précipitations. Le MRR permet d'obtenir une description précise de la microphysique des précipitations et sert de relais entre les mesures au sol et les mesures en altitude du radar en bande X. Ces deux radars étant novateurs, une grande partie de cette thèse consiste à valider leurs mesures : étalonnage, filtrage d'échos aberrants, correction de l'atténuation, etc. Une fois les mesures rendues exploitables, cette thèse se focalise sur l'étude de la variabilité des précipitations afin de proposer et développer différentes méthodes de classification, selon leur type ou leur variations locales, et de vérifier leur potentiel pour l'amélioration de l'estimation des précipitations. Les résultats montrent que cet objectif ne peut être atteint que si la qualité des mesures des radars est encore améliorée : moins d'échos parasites pour le radar en bande X et prise en compte du vent vertical pour le MRR
Modélisation microphysique détaillée de l'épisode de précipitation intense IOP7a observé lors de l'expérience HYMEX : étude de l'impact de la pollution by Christina Kagkara( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The French coastline in the Mediterranean Sea is affected by heavy rainfall episodes especially in autumn. Cévennes - Vivarais, which is part of the Massif Central Mountains, is one of the affected regions. The associated heavy precipitation episodes (HPE), namely “Cévenols”, can cause natural disasters with important economic damages and life losses. The prediction of such episodes by Numerical Weather Prediction (NWP) models has been significantly improved; uncertainties remain though, regarding their occurrence and strength. The improvement of microphysical parameterizations in NWP models is one key-component for the reduction of forecast errors. The aim of this study was provide a better understanding of the microphysical processes that govern HPE and their interaction with atmospheric aerosol particles (APs) by exploiting observations from the HYMEX research program.The present study focused on the HPE from the HYMEX Intense Observation Period (IOP) 7a, whose observations were assessed and compared with modelling results from the bin-resolved microphysics scheme DEtailed SCAvenging Model (DESCAM, Flossmann and Wobrock; 2010) with 3D dynamics. This research model uses a detailed representation of the APs. Observations from ground-based instruments, as well as in-situ measurements were used for the evaluation of the model's performance. The ground-based dataset consists of X-band Radars, Micro-Rain Radars (MRR), disdrometers, but also a rainfall reanalysis by rain gauges and operational radars (Boudevillain et al. 2016). Moreover, hydrometeor probes and the 95GHz cloud radar RASTA provided observations on-board of the French research aircraft Falcon-20.The role of pollution on the development and evolution of the HPE of IOP7a was investigated, as well. Considering that the highest AP concentrations were observed during IOP7a, the followed strategy was to perform model simulations by using less polluted observed AP spectra with lower total number concentrations. The results showed that the initial AP concentration influences the spatial distribution and quantity of rainfall, as well as the vertical properties of the rain water content and the ice water content of the precipitating cloud system. For the studied cases, with increasing the initial number concentration of APs, the total rain amount was decreased. Finally, the present study revealed a critical role of the model's large-scale configuration necessary to correctly represent the dynamics
 
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