Transport and mixing in complex terrain, application to atmospheric dynamics in deep and narrow valleys
Transport et mélange en terrain complexe, application à la dynamique atmosphérique dans les vallées encaissées
Résumé
Mountainous terrain modify the atmospheric boundary layer (ABL) structure and its evolution in comparison to flat terrain and consequently affect the transport and mixing of pollutants. The present study attempts to understand the atmosphere structure evolution (particularly the ABL) using observations and numerical simulations. To proceed, data sets from the POVA program, devoted to air quality in alpine valleys, are analyzed. A large-eddy simulation model is also adapted (and evaluated using the experimental data). Vertical exchange processes coupling the ABL with the free atmosphere aloft are then detailed over flat terrain. Results of this study enable us to characterize and quantify the specific features of valley flows and the entrainment mechanisms at the top of the ABL over flat terrain.
Le relief des vallées modifie la structure et l'évolution de la couche limite atmosphérique (CLA) par comparaison avec le sol plat et ainsi affecte le transport et le mélange de polluants. L'objet de cette étude est alors de comprendre, au moyen de l'observation et de la simulation numérique, l'évolution de la structure de l'atmosphère (en particulier la CLA) dans les vallées. A cette fin, des données issues du programme POVA, relatif à la qualité de l'air dans les vallées alpines, sont analysées. Un modèle de type simulation des grandes échelles est également adapté (et évalué au moyen des données expérimentales). Les processus d'échanges verticaux couplant la CLA convective à l'atmosphère libre (AL) sont ensuite détaillés sur sol plat. Les résultats de cette étude permettent de caractériser et de quantifier les spécificités des écoulements en vallée et les mécanismes d'entraînement à l'interface entre la CLA et l'AL sur sol plat.