The substantial interannual variability and the observed warming trend of the Beaufort Sea region are important motivators for the study of regional climate and weather there. In an attempt to further our understanding of strong wind events, which can drive sea ice dynamics and storm surges, their characteristic environments at the synoptic and planetary scales are defined and analysed using global reanalysis data. A dependency on an enhanced or suppressed Aleutian low is found. This produces either a strong southeasterly or northwesterly 1000-hPa geostrophic wind event. The characteristic mid-tropospheric patterns for these two distinct event types show similarities to the positive and negative Pacific/North American teleconnection patterns, but their correlations have yet to be assessed. / L'étude du climat régional et du météorologie du Mer Beaufort est motivée par son variabilité interannuelle important et par la réchauffement qui y est observée. En essayant de comprendre les évenements à vents forts, qui peuvent forcer les dynamiques du glace marine et les ondes tempêtes, leurs environnements caractéristiques aux échelles synoptiques et planétaires sont définies et analysées en utilisant la donnée globale réanalysée. Une dépendance sur une dépression Aleutienne augmentée ou diminuée est trouvée. Ca produit un évenement à vents géostrophiques forts à 1000-hPa soit du soud-est soit du nord-ouest. La modèle caractéristique du mi-troposphère pour ces deux types d'évenements distincts démontrent des similarités aux modèles Pacifique/Nord-Américain positive et negative, mais leurs corrélations ont besoin d'être évaluées.

Drought is a complex natural hazard which is endemic to the Canadian Prairies. The 1999-2005 Canadian Prairie drought, which had great socio-economic impacts, was meteorologically unique in that it did not conform to traditional persistent ridging paradigms normally associated with Prairie drought. The purpose of this study is to diagnose the unique synoptic-scale mechanisms that lead to the subsidence in this drought. Using 30-day running means of percent of normal precipitation from station data, we identify key severe dry periods in 1999-2005. Analysis of the mean fields from reanalysis data shows that these dry events are associated with combinations of larger scale subsidence mechanisms of anticyclonic vorticity advection and cold air advection, along with the smaller scale subsidence mechanism of downslope flow. A brief historical perspective shows that the drought was centred in 2001-2002 and was not as severe as historical droughts, suggesting the increased vulnerability of society. / La sécheresse est un désastre naturel qui est endémique aux Prairies canadiennes. La sécheresse canadienne de 1999-2005, qui avait alors eu de grands impacts socio-économiques, était météorologiquement unique car il n'était pas conforme aux paradigmes buttage persistants traditionnellement associés à la sécheresse des Prairies. Le but de cette étude était de diagnostiquer les mécanismes uniques à l'échelle synoptique qui ont conduit à la subsidence de cette sécheresse. En utilisant les moyennes glissantes de 30 jours des données de précipitation en pourcentage de la norme, nous identifions des périodes clés de sécheresse sévère entre 1999 et 2005. Analyse des champs moyennés des données de ré-analyse de ces périodes montre que ces évènements secs sont associés à des combinaisons de mécanismes de subsidence d'advection de tourbillon anticyclonique et d'air froid, ainsi qu'au mécanisme en plus petite échelle de descente d'air subsident. Une brève étude de l'histoire démontre que la sécheresse a été centrée entre 2001 et 2002, et n'était pas aussi sévère que les précédantes sécheresses historiques, suggérant que la vulnérabilités de la société a augmenté.

Climate change affects a range of human activities, including one of Canada's prime sources of entertainment: ice skating. Whether done recreationally or as hockey, its outdoor component is heavily dependent on weather and climate. Based on information obtained from public works officials from various Canadian cities, I have established a meteorological criterion for the initiation of an outdoor skating season (OSS) as the last day in a sequence of the first three consecutive fall/winter days with a maximum temperature below -5 °C. In addition, I derive a proxy of the OSS length, defined as the total number of days with a maximum temperature below -5 °C after the OSS start date and before the start of March. Using these filters, I have extracted the start dates and the lengths of the OSS for each year during the fifty-five year period 1951-2005 from a comprehensive daily temperature dataset (Vincent et al., 2002). For each station, I created time series of both the OSS start dates and OSS lengths, and calculated the magnitude, sign and statistical significance of the slopes of the best-fit lines to each time series. In order to establish a relationship of the OSS with large-scale climate patterns, I grouped stations into six climatic regions. Depending on location, I then tested each region for correlation with the Pacific North-American teleconnection pattern (PNA) or the North Atlantic Oscillation (NAO), using a composite analysis method. Lastly, I removed the signal due to these climate fluctuations from the OSS start date and length trends in order to determine how much of the variability was caused by these interannual climate oscillations. The results of the study indicate that most stations in British Columbia and southwest Alberta, as well as these in the southern Ontario/Québec region have witnessed a progressively later onset of the OSS over time. The Prairies, northwest Canada, and some Maritime locales show the opposite trend, although the magnitudes of the slopes are smaller. Significance tests on the regression lines show that most of these trends are not significant at the 95% level. However, OSS start dates in western Canada are very well correlated with PNA patterns by happening later on the average whenever PNA is positive and more warm air is channeled towards the west coast; the OSS start dates in eastern Canada show a similar connection with the NAO. The OSS lengths exhibit different trends: five of the six regions show a decrease in OSS length with the only region having experienced a lengthening of the OSS being the Maritimes. The statistical significance of the OSS length slopes is much higher than that of OSS start slopes, and the correlation with the PNA or NAO is similar in both cases. After carrying out the last procedure (removal of the PNA and NAO signals from the OSS start date and length series), I found an increase in the new slopes and their significance for more than half of my geographic regions' OSS start date and length trends. / Les changements climatiques ont un impact sur différents aspects de la société contemporaine, dont une des activités hivernales plus populaires au Canada: le patin à glace. Que ce soit pour pratiquer le hockey ou bien par pur plaisir, le patin à glace extérieur est grandement affecté par la météo et le climat. En me basant sur diverses informations fournies par les travaux publics de plusieurs villes canadiennes, j'ai établi un critère météorologique déterminant le début de la saison de patinage extérieur (SPE). Plus précisément, lorsque durant trois jours consécutifs de l'automne ou l'hiver la température maximale est inférieure à -5 °C, la SPE débutera lors de la troisième journée de cette séquence. De plus, j'ai dérivé une approximation de la longueur de la SPE comme étant le nombre total de jours dont la température est inférieure à -5 °C suivant le début de la SPE et précédant le début du mois de mars. Selon les définitions mentionnées précédemment, j'ai déterminé la date et la durée de la SPE pour chaque saison de patinage entre 1951 et 2005, à partir de la base de données complète des températures quotidiennes (Vincent et al., 2002). Pour chaque station météorologique de cet ensemble de données, j'ai construit une série temporelle de la SPE ainsi que de la longueur de la SPE. Ensuite, j'ai calculé la magnitude, le signe et la signification statistique de la pente de la droite de régression pour chaque série temporelle. En vue d'établir une connexion entre la SPE et les patrons climatiques à grande échelle, j'ai groupé les stations météorologiques selon six régions climatiques. Dépendamment de leurs locations respectives, j'ai testé chaque région soit au patron de téléconnexion Pacifique-nord-américain (PNA) ou à l'Oscillation Nord Atlantique (ONA) afin de trouver une possible corrélation entre les deux en utilisant la méthode d'analyse composée. Finalement, j'ai éliminé le signal causé par les fluctuations climatiques (le PNA ou l'ONA) du début et de la longueur de la SPE, ce qui permet de déterminer à quel point le PNA et l'ONA ont pu influencer ces deux paramètres. Les résultats de cette étude indiquent que la plupart des stations météorologiques de la Colombie-Britannique, le sud-ouest de l'Alberta, le sud-est de l'Ontario et du Québec ont connu, au cours de la période évaluée, une SPE plus tardive et de plus courte durée. En ce qui concerne les Prairies, le nord-ouest canadien et quelques régions des Provinces Maritimes, la situation inverse a été observée, bien que les magnitudes des changements soient plus faibles, c'est-à-dire que la SPE débute un peu plus tôt, mais le changement se produit moins rapidement est plus graduel. Les tests de signification sur la droite de régression démontrent que la plupart de ces tendances ne sont pas significatives à 95% de confiance. Néanmoins, dans l'ouest du Canada le début de la SPE est extrêmement bien corrélé avec le patron climatique PNA. Le début de la SPE se produit en moyenne plus tard lorsque le PNA est positif, indiquant un transport plus important d'air chaud vers la côte du Pacifique. De plus, dans l'Est du Canada, le début de la SPE montre une corrélation semblable avec l'ONA. Par contre, la longueur de la SPE montre une tendance différente: dans cinq des six régions la longueur de la SPE a raccourci, la seule région dont la longueur de la SPE a augmenté étant les Provinces Maritimes. La signification statistique des pentes des droites de régression pour la longueur de la SPE sont beaucoup plus significatives que celle des pentes du début de la SPE. De plus, la corrélation avec le PNA et l'ONA est similaire dans les deux cas. Pendant la dernière procédure, j'ai enlevé les signaux du PNA et du NAO des séries temporelles du début et de la longueur de la SPE, et j'ai trouvé une augmentation dans les nouvelles pentes et dans les valeurs des intervalles de confiance pour plus de la moitié des cas.

The Madden-Julian Oscillation (MJO) is the dominant component of the intraseasonal atmospheric variability in the tropics. The MJO signal consists of deep convection and overturning atmospheric zonal circulations propagating slowly eastward along the equator. Wheeler and Hendon (2004) developed a method of extracting the MJO signal based on the two leading empirical orthogonal functions (EOFs) of the combined fields of near-equatorially averaged zonal wind at 850-hPa and 200-hPa as well as the observed outgoing long wave radiation (OLR). The length of this index in time is severely limited by the inclusion of the OLR data, as this time series only goes back to June 1974 and becomes a problem when trying to study the long-term aspects of the MJO. A modified index based on a combined EOF analysis of the 200-hPa and 850-hPazonal wind fields is developed and validated against Wheeler and Hendon's index. This allows the limitation of the relatively short OLR data set to be circumvented, as wind reanalysis data extends back farther in time, while keeping the benefit of a high MJO signal extraction through combined EOF analysis. As the results show, the new index yields nearly identical results to the older, more restrictive index. Therefore, the modified index is used to analyze the behavior of the MJO on time scales longer than the inter-annual, MJO- ENSO interaction and the ability of the Global Environmental Multiscale(GEM) model to represent the MJO. / L'Oscillation de Madden-Julian (MJO) est la composante dominante de la variabilité atmosphérique intra-saisonnière dans les tropiques. Le signal MJO consiste en une convection profonde et d'une circulation zonale se propageant lentement vers l'Est le long de l'Équateur. Wheeler et Hendon (2004) ont développé une méthode pour extraire le signal du MJO basée sur les deux fonctions orthogonales empiriques dominantes (EOFs) des champs combinés du vent zonal à 850-hPa et 200-hPa près de l'Équateur ainsi que la radiation de large onde sortante (OLR). L'étendue temporelle de cet indice est sévèrement limitée par l'inclusion des données OLR, puisque ces données sont disponnibles seulement depuis juin 1974, limitant l'étude des aspects àlong terme du MJO. Un indice modifié, basé sur l'analyse EOF combinée du vent zonal à 200-hPa et 850-hPa est developpé et validé avec l'indice de Wheeler et Hendon. Ceci permet l'élimination les limitations associées à la disponibilité des données OLR étant donné que les réanalyses numériques présentent des données de vent pour une période plus étendue et ceci en gardant les bénéfices d'une extraction robuste du signal du MJO par analyse EOF combinée. Comme les résultats le montrent, le nouvel indice présente des résultats presques identiques à l'ancienne et plus restrictive version de l'indice. L'indice modifié est donc utilisé pour analyser le comportement du MJO sur des échelles temporelles au delà de l'échelle saisonnière, les interactions MJO-ENSO et la capacité du modèle Global Environmental Multi-Échelle (GEM) à représenter le MJO.

This thesis studies through modelling the behaviour of deep stratospheric intrusions over North America during the period between August 13 and August 23, 2006. Such episodes are likely to introduce significant amount of ozone in the planetary boundary layer (PBL), an issue regarding air quality forecasts. Exchange events are identified using tridimensional kinematics trajectories. As they show a great morphological variety, the focus is on seven coherent intrusions that reach the PBL within 5 days. In all but one case, the development of a positive anomaly in the static stability underneath is observed to perturb the descent. Three of these events indeed experience strong dispersion at the top of the PBL and never penetrate it, while three others are simply slowed down and penetrate the PLB without much dispersion, causing important ozone perturbation. / Cette thèse étudie à l'aide d'un modèle le comportement des intrusions stratosphériques dites profondes au dessus de l'Amérique du Nord entre le 13 et le 23 août 2006. Ces épisodes sont susceptibles de transporter d'importantes quantités d'ozone dans la couche limite planétaire (PBL), un enjeu pour la qualité de l'air. Les événements d'échange sont identifiés en traçant les trajectoires cinématiques tridimensionnelles. Comme les intrusions présentent une morphologie très différente, l'attention est fixée sur 7 descentes cohérentes qui atteignent la PBL en moins de 5 jours. Tous les cas, sauf un, sont accompagnés d'une anomalie positive dans la stabilité statique qui se développe sous l'intrusion et qui perturbe cette dernière. Trois de ces événements se dispersent au dessus de la PBL sans y pénétrer. Trois autres sont simplement ralentis en pénétrant dans la PBL, causant des perturbations dans les niveaux d'ozone.

Freezing rain poses a major risk to areas along Quebec's St. Lawrence River Valley. For large cities such as Montreal, severe events can have a devastating effect on people, property, and commerce. Therefore, we conduct a planetary and synoptic-scale analysis of freezing rain events in Montreal, Quebec. Using surface data, we identify 46 severe events at Montreal for the period 1979-2008. These events are further partitioned into three types based on the location of the 500-hPa trough axis. Composite plots for each type are produced, and key planetary and synoptic-scale circulation features are identified. Precipitation accumulation and intensity characteristics are examined. Finally, the most extreme event from each type is studied. Results indicate that while freezing rain is frequently associated with the passage of extratropical cyclones, many events are sustained primarily by low-level frontogenesis enhanced by the topography of the St. Lawrence River Valley. / La pluie verglaçante pose un risque majeur le long de la vallée du fleuve Saint-Laurent au Québec. Pour les grandes villes comme Montréal, des épisodes graves peuvent avoir un effet dévastateur sur la population, les biens et le commerce. Dans cette thèse, nous effectuons une analyse à l'échelle planétaire et synoptique des épisodes de pluie verglaçante à Montréal au Québec. En utilisant les données de surface, 46 épisodes graves sont identifiés à Montréal pour la période 1979-2008. Ces épisodes graves sont ensuite divisés en trois types selon l'emplacement de l'axe du zone dépressionnaire de 500-hPa. Des représentations composites sont produites pour chaque type, et les principales caractéristiques de la circulation d'échelle planétaire et synoptique sont identifiées. L'accumulation de précipitations et l'intensité sont examinées. Enfin, l'épisode le plus extrême de chaque type est étudié. Les résultats indiquent que bien que la pluie verglaçante est souvent associée avec le passage des cyclones extra-tropicaux, de nombreux épisodes sont soutenus principalement par la frontogenèse de bas niveau renforcée par la topographie de la vallée du fleuve Saint-Laurent.

This work studies the geographical and the scale variability of the summer diurnal cycle of precipitation over Continental United States through the analysis of 12 years of radar mosaics during the period 1996-2007. Wavelet analysis was performed to understand the importance of different spatial scales ranging from 8 km to 512 km. The objective of this thesis is to study the dependence of the variability of the rainfall field on location and time of day and how spatial scale explains this variability.The results of this analysis show that the maximum activity for the different spatial scales occurs at different times of day: the larger the scale, the later their maximum influence occurs. The initiation of precipitation is scale-dependent: the onset is associated with the small scales, which later on they grow to form larger rainfall patterns. Over the Great Plains the average precipitation field presents two temporal maxima: one occurring during the afternoon and related to small scales (associated with the radiative forcing) and another one occurring during night hours related to larger scales (organized rainfall systems propagating from the west). In the eastern U.S., the precipitation pattern is also scale-dependent, it presents a similar behavior to that over the eastern lee of the Rocky Mountains. In particular, the maximum rainfall rates occur in the afternoon in association with small-scale processes. Monthly precipitation, and its scale decomposition, is also analyzed to present the differences in the diurnal cycle of precipitation for each summer month. / Cette étude porte sur la variabilité géographique et d'échelle du cycle diurne des précipitations estivales, au-dessus des États-Unis continentaux, par l'analyse de mosaïques radars de 12 ans pour la période de 1996-2007. Les transformées en ondelettes sont utilisées pour saisir l'importance des différentes échelles spatiales de 8 à 512 km dans le cycle diurne. L'objectif de cette mémoire est d'étudier la dépendance de la variabilité du champ de précipitation sur l'endroit géographique et la période du jour, et comment cette variabilité est expliquée par les différentes échelles.Les résultats de cette analyse montre que l'activité maximale de précipitation survient à un temps différent pour différentes échelles spatiales : plus large est l'échelle, plus tard se produit l'importance maximal de l'échelle. L'initiation de précipitation dépend de l'échelle : le début est associé aux petites échelles, qui s'organisent plus tard pour former des chutes de pluie à plus grande échelle. Sur les Grandes Prairies, la moyenne du champ de précipitation montre deux maximums : un en après-midi et relié aux petites échelles (associé au forçage radiative); un second durant la nuit, relié aux grandes échelles (systèmes de chute de pluie se propageant de l'ouest). Au dessus de la région Est, la distribution de précipitation est également dépendante de l'échelle; elle montre un comportement similaire au-dessus du côté Est des Rocheuses. En particulier, un taux maximal de chute de pluie advient en après-midi en association avec des processus de petites échelles. La précipitation mensuelle, et sa décomposition par échelles, est aussi analysée afin d'identifier les différences dans le cycle diurne de précipitation de chaque mois estival.

Changes in stratospheric ozone have previously been linked to Southern Hemisphere (SH) circulation changes. This study examines output from coupled climate models participating in the Climate Model Intercomparison Project 3 (CMIP3) for trends in precipitation and evaporation in the 20th and 21st centuries to assess whether stratospheric ozone influences the hydrological cycle and extreme precipitation in the SH extratropics, particularly during austral summer. Nineteen models are used, of which 10 incorporated ozone depletion (recovery) in the 20th (21st) century, whilst nine simply prescribed climatological ozone in both past and future climates. Trends in seasonal-mean precipitation are found to dominate overall changes in precipitation minus evaporation. For the 20th century, models with ozone depletion show a significant increase (decrease) in summer precipitation in high latitudes (mid-latitudes) compared to models without ozone depletion. In contrast, for the 21st century, models without ozone recovery show significantly larger changes in summer precipitation in these regions compared to models with ozone recovery. No significant differences, however, are found in the two sets of models during austral winter when stratospheric ozone is inactive. These results suggest that Antarctic ozone depletion and recovery significantly modulates hydrological climate change in the SH extratropics, in agreement with findings of previous studies. It is further found that stratospheric ozone primarily affects the frequency of light precipitation events (1–10 mm day^−1 ), indicating that an increase in mean precipitation over the Southern Ocean corresponds to an increase in the number of light precipitation days rather than extreme events. Implications of this finding to the SH surface climate and Southern Ocean circulation changes are discussed. / Les changements de concentration d'ozone stratosphérique ont été déjà reliés aux changements de la circulation dans l'hémisphère sud (HS). Ce travail examine les tendances dans la précipitation et l'évaporation pendant les 20ième et 21ième siècles, dans des simulations produites par des modèles climatique couplés qui participent au Climate Model Intercomparison Project 3 (CMIP3). Le but est de déterminer si l'ozone stratosphérique influence le cycle hydrologique et la précipitation extrême aux latitudes extra-tropicales de l'HS, pendant l'été austral en particulier. Dix-neuf modèles sont utilisés, où 10 d'entre eux incorporent l'épuisement (le rétablissement) d'ozone au 20ième (21ième) siècle et les neuf autres prescrivent simplement l'ozone climatologique (du 20ième siècle) pendant le passé et le futur. Les tendances des moyennes saisonnières de précipitation dominent les changements de l'évaporation moins la précipitation, alors c'est cette variable qui est examinée plus en détail. Pour le 20ième siècle, il y a une augmentation (diminution) de précipitation significative en été aux latitudes subarctique (latitudes moyennes) dans les modèles avec l'épuisement d'ozone comparé à ceux avec l'ozone climatologique. En contraste, pour le 21ième siècle, les changements de précipitation sont considérablement plus grands dans les modèles sans le rétablissement d'ozone que dans les modèles avec le rétablissement d`ozone. Pour l'hiver austral, quand l'ozone est inactif, il n'y a pas de différences entre les deux groupes de modèles. Ces résultats suggèrent que la diminution et rétablissement d'ozone dans l'Antarctique a des implications considérables pour le changement de climat hydrologique dans l'HS hors tropique, une conclusion atteinte dans d'autres travaux. En plus, on trouve que l'ozone stratosphérique affecte principalement la fréquence des évènements de précipitation légère (1–10 mm jour^-1), ce qui indique qu'une augmentation de la précipitation moyenne correspond à une augmentation du nombre de jours de précipitation légère, plutôt que d'évènements extrêmes. Les implications de ces conclusions pour le climat à la surface ainsi que pour les changements de circulation dans l'océan de l'HS sont discutés.

There can often be significant interactions between high and tropical latitudes during the Northern Hemisphere's cold season. In periods of amplified atmospheric flow, these interactions can lead to the poleward transport of significant tropical moisture from near Hawaii into northwestern North America. These are pineapple express (PE) events. This study documents the synoptic-scale signatures associated with the PE. A trajectory analysis was used to partition the events into three different synoptic types according to the origin of their trajectories. Results indicate that this large scale moisture transport is often associated with the sub-tropical jet stream, which is curved due to a high pressure ridge concomitant with the Aleutian Low. Additionally, similar moisture transport may be observed in absence of the ridge with a stronger Aleutian Low. Furthermore, thickness anomalies after the events revealed a significant warming over North America lasting for at least three days. / Il peut souvent y avoir des interactions importantes entre les latitudes nordiques et tropicales durant l'hiver de l'hémisphère nord. Durant des périodes de courant atmosphérique amplifié, ces interactions peuvent mener à un transport important d'humidité tropicale de la région d'Hawaii jusqu'au au nord-ouest de l'Amérique du Nord. Ces évènements se nomment « pineapple expresses » (PE). Cette étude documente les caractéristiques synoptiques de ces évènements. Une analyse de trajectoires a été utilisée pour diviser les évènements en trois différents types synoptiques selon l'origine de leurs trajectoires. Les résultats indiquent que ce transport d'humidité à grande échelle est souvent associé avec le courant jet subtropical, qui se courbe due à une crête de haute pression accompagnée du système de basse pression des Aléoutiennes. De plus, un transport d'humidité aussi important peut être observé sans la présence de cette crête de haute pression mais avec un plus fort système de basse pression des Aléoutiennes. Parallèlement, les anomalies d'épaisseurs de l'atmosphère après ces évènements du PE révèlent un réchauffement significatif en Amérique du Nord pendant au moins trois jours.

This study focuses on ice initiation and ice multiplication processes in warm-based precipitating shallow cumulus clouds. The five principal components of the investigation are: (1) development and application of a two-cylinder cloud and aerosol interaction model which allows sensitivity tests on the microphysical processes; (2) analysis of the role of perturbation pressure in the evolution of cloud drop spectra; (3) analysis of the impacts of cloud drop spectra on ice formation; (4) evaluation of the impacts of concentration of cloud condensation nuclei on the ice formation and the dynamics of warm-based precipitating shallow cumulus clouds; and (5) analysis of the influences of ice-active bioaerosols on ice bursts. A time-dependent cloud and aerosol interaction two-cylinder model is formulated which incorporates the explicit microphysical processes of cloud condensation nuclei (CCN) and ice nuclei (IN). Perturbation pressure is determined explicitly by a Fourier Bessel series expansion. The aerosol masses of CCN and IN in hydrometeors are calculated explicitly in the warm rain formation and the ice crystal riming processes. Simulation results show that the updraughts induced by the gradient force of the dynamic pressure result in the new activation of cloud droplets at the cloud-clear air interface. The broadening of the droplet spectra at the cloud top results in a continuous feeding process of small cloud droplets. This feeding process can accelerate the speed of warm rain formation due to large differences in gravitational settling velocities between the small-sized cloud drops originally activated at the cloud top and large-sized cloud drops activated at the cloud base. The existence of the cloud drop activation process at the interface of cloud and clear air at the cloud summit allows the occurrence of the condensation freezing process. On the other hand, the processes of immersion freezing and contact freezing become significant when precipitation-sized / Cette étude s'intéresse à la nucléation de la glace ainsi qu'a sa multiplication durant les processus chaud de formation de précipitation dans les cumulus. Les cinq principaux aspects de cette étude sont (1) le développement et l'application d'un modèle de nuages à deux cylindres incluant l'interaction des nuages et des aérosols. Ce modèle permet de faire des tests de sensibilité des processus microphysiques; (2) L'analyse de l'effet du changement de pression durant l'évolution du spectre de gouttelettes de nuages; (3) L'analyse de l'impact du spectre de gouttelettes de nuages sur la formation de glace; (4) L'analyse de l'impact de la concentration de noyaux de condensation de gouttelettes d'eau sur la glaciation des nuages ainsi que la dynamique des formations chaudes de précipitation dans les cumulus; (5) L'analyse de l'influence de la glace issue de bio-aérosols sur la multiplication rapide de glace. Un modèle à deux cylindres dépendant du temps reposant sur l'interaction entre les nuages et les aérosols est développé. Ce modèle inclut aussi les processus microphysiques des noyaux de condensation de nuages (CCN) et des noyaux de glace (IN). La variation de pression est explicitement représentée par un développement en série de Fourier Bessel. La masse des aérosols (CCN et IN) dans les hydrométéores est calculée explicitement dans les processus chauds de formation de la pluie ainsi que dans les processus de givrage des cristaux de glace. Le mouvement ascendant de l'air induit par le gradient de la pression dynamique entraine l'activation de gouttelettes de nuages à l'interface entre l'air et le nuage. L'élargissement du spectre de gouttelettes d'eau au sommet du nuage génère un processus d'alimentation continue de petites gouttelettes de nuages. Ce processus d'alimentation peut accélérer la vitesse de formation de pluie chaude car il existe une grande différence entre la vitesse de chute des petites gouttelettes