Séminaire
La troposphère concentre plus de 85% de la masse totale et quasiment toute la quantité d'eau atmosphérique. Cela ne fait bien sûr aucun doute que les processus qui se déroulent dans la troposphère sont prioritairement responsables des perturbations du temps et de la variabilité du climat. Néanmoins, l'atmosphère moyenne (principalement la stratosphère) est étroitement liée à la troposphère et les actions réciproques qu'elles exercent l'une sur l'autre ne sauraient être négligées. Ces interactions sont de deux natures : dynamique et chimique. D'une part, la stratosphère contient des gaz importants pour la chimie mais aussi pour le bilan radiatif de l'atmosphère, en particulier l'ozone et la vapeur d'eau. D'autre part, les anomalies de la circulation stratosphérique peuvent se propager vers le bas et créer des changements significatifs de la circulation troposphérique et donc du climat.
La première partie de cet exposé concernera l'introduction d'une paramétrisation des ondes de gravité (non orographiques) dans le modèle de circulation générale ARPEGE-Climat. L'importance de la contribution des ondes de gravité au forçage de la circulation à grande échelle de l'atmosphère moyenne est désormais reconnue mais la représentation de ces ondes dans les modèles globaux n'est pas encore pleinement satisfaisante. Il ressort de ces développements que la paramétrisation a besoin d'être améliorée pour permettre la simulation d'une stratosphère réaliste (notamment dans la région équatoriale).
Dans un second temps, seront détaillées quelques études visant à mieux quantifier l'influence exacte de la stratosphère sur la circulation hivernale dans l'hémisphère nord. Ces études qui utilisent le concept de nudging/relaxation de la stratosphère confirment le rôle important joué par la stratosphère.
Enfin, des analyses récentes sur le rôle couplé de la dynamique et de la chimie seront présentées. La diminution record de la couche d'ozone au dessus de l'Arctique à la fin de l'hiver 2011, qui semble liée à des conditions dynamiques exceptionnelles (notamment la grande persistance d'un vortex très froid) a relancé le débat sur la possible rétroaction positive de l'ozone (vortex froid > moins d'ozone > vortex froid). Cette boucle de rétroaction reste encore assez peu documentée dans le cas de l'Arctique et doit être approfondie et quantifiée avec les nouveaux outils dont nous disposons désormais (modèles de chimie-climat). L'évaluation de l'importance de ces interactions dynamique-rayonnement-chimie à l'aide du modèle CNRM-CCM suggère que seule une représentation détaillée de la chimie de l'ozone dans la stratosphère arctique hivernale peut permettre la modélisation d'évènements extrêmes, tels que ceux de la fin d'hiver 2010-2011.