Séminaire

Notre travail part d'une analyse de l'hypothèse que le vent anabatique (brise de vallée) est un mécanisme important du déclenchement de la convection profonde. Issu de l'écart de température entre la surface de relief et l'air de son ambiance, ce vent possède une énergie cinétique qui peut éventuellement franchir l'inhibition de la couche limite et permettre à la convection de se développer dans la troposphère libre. Ce phénomène se produisant à l'échelle sous-maille nécessite une paramétrisation spéciale dans un modèle de circulation générale atmosphérique (GCM). Son absence dans le GCM est probablement à l'origine du déficit de naissances des systèmes convectifs profonds dans certaines zones orographiques, tel le Mont Cameroun en Afrique de l'Ouest.

Nous avons mis au point une paramétrisation des brises de vallée dans le GCM du laboratoire (LMDZ). Le modèle permet de calculer l'énergie cinétique de brise en fonction des caractéristiques sous-maille de l'orographie (dénivellation, inclinaison de la pente, orientation). Le modèle consiste en une couche mince maillée longitudinalement à la pente. Il est couplé avec un modèle conductif-capacitif de sol en multicouche. Le couplage est effectué via le bilan d'énergie à la surface de relief.

Une première partie de la thèse a consisté à construire et éprouver ce modèle en mode dynamique (modèle instationnaire). Des analyses de sensibilité aux principaux paramètres et aux condition d'environnement ont été effectuées. Le modèle à été ensuite implanté dans la version 1D du GCM, couplé avec le schéma de convection d'Emanuel et testé dans un cas idéaliste d'équilibre radiatif-convectif et le cas Hapex. La solution stationnaire de la partie aéraulique a été adoptée pour le GCM. La paramétrisation a enfin été introduite dans la version 3D du GCM, en mode diagnostique (sans couplage avec la convection). Elle a fourni une distribution spatiale des fréquences de déclenchement de la convection profonde en cohérence avec celle des observations d'images satellite dans la zone de l'Afrique de l'Ouest, pendant la saison de mousson. L'effet de l'humidité du sol sur le déclenchement a été mis en évidence. Le couplage avec la convection pourra être mis en oeuvre lorsque la climatologie de la version AR5 du GCM sera prête. De nouvelles données satellite de naissances à l'échelle mondiale sont nécessaires pour valider plus globalement la paramétrisation de la brise.

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