Topographic descriptors and thermal inversions amid the plateaus and mountains of the Jura (France)

Descripteurs topographiques et inversions thermiques sur les plateaux et montagnes du Jura français

¹ Laboratoire ThéMA, CNRS and Université Bourgogne Franche-Comté, Besançon, France
² Centre de Recherches de Climatologie / Biogéosciences, CNRS and Université Bourgogne Franche-Comté, Dijon, France

^* daniel.joly@univ-fcomte.fr
^** Yves.richard@u-bourgogne.fr

Abstract

Sixteen temperature measurement sites under forest cover are distributed across the plateaus and mountains of the Jura (France). They are composed of pairs of stations located, one at the bottom of a topographic trough, the other at least 50 m higher in altitude. Three descriptors (station elevation, altitudinal difference (amplitude) between the two stations of each site, and topographical context) are used to explain how the frequency, intensity, and duration of inversions are spatially structured. Depending on whether one considers: 1) tn (minimum temperature) or tx (maximum temperature), 2) frequency or intensity, the sign of the correlation values changes. This reflects the fact that not all inversions can be explained in the same way. Elevation moderately explains the three characters of the inversions. Amplitude mainly explains their frequency (R = -0.83 for daily minima [tn]) and their intensity (R = 0.62 for daily maxima [tx]). The magnitude of the topographic depressions where the low stations are located mainly explains the tn inversions while the magnitude of the eminences where the high stations are located mainly explains the tx inversions. Finally, a multiple regression where the explanatory variables correspond to the topographic descriptors makes it possible to model the three inversion indicators.

Résumé

Seize sites de mesure de la température sous couvert forestier sont dispersés sur les plateaux et la montagne du Jura, en France. Ils sont composés de deux stations situées, l’une au fond d’un creux topographique, l’autre au moins 50 m plus haut en altitude. Trois descripteurs (altitude des stations, écart altitudinal (l’amplitude) entre les deux stations de chaque site, contexte topographique) sont mis à contribution pour expliquer comment se structurent spatialement la fréquence, l’intensité et la durée des inversions. Selon que l’on considère 1) le moment où se produisent les inversions (tn, température minimale ou tx, température maximale), 2) la fréquence ou l’intensité, le signe des valeurs de corrélation change. Cela reflète le fait que toutes les inversions ne peuvent pas être expliquées de manière uniforme. L’altitude explique modérément les trois caractères des inversions. L’amplitude explique surtout leur fréquence (R=-0.83 lors des minimums journaliers[tn]) et l’intensité des inversions sur les maximums journaliers [tx] (R=0.62). L’ampleur de la dépression topographique où est situé le capteur-bas explique surtout les inversions qui se produisent sur les tn tandis que l’ampleur de l’éminence où est située le capteur-haut explique surtout les inversions observées sur les tx. Enfin, une régression multiple où les variables explicatives correspondent au descripteurs topographiques permet de modéliser les trois indicateurs des inversions.