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Fiche détaillée Thèses
Ecole Polytechnique X (2007-03-09), Jean-Philippe Duvel (Dir.)
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Rôle de l'Interaction Océan-Atmosphère dans la Variabilité Intrasaisonnière de la Convection Tropicale.
Hugo Bellenger1

Dans les tropiques, la convection atmosphérique est fortement modulée à l'échelle intrasaisonnière (périodes de 20 à 90 jours). L'océan jouerait un rôle important dans l'activité atmosphérique à cette échelle. Les variations de Températures de Surface de l'Océan (TSO) perturberaient en effet les flux de surface et déstabiliseraient l'atmosphère pour déclencher un événement convectif organisé à grande échelle. La réponse dynamique associée permettrait alors l'entretien de la convection à l'échelle intrasaisonnière par augmentation des flux de chaleur à la surface. Ces perturbations de TSO sont principalement liées aux perturbations de la température de la couche de mélange et dépendent donc, comme l'énergie disponible pour l'entretien de la convection, de la profondeur de cette dernière. Les résultats d'observations, présentés ici, étayent cette conception thermodynamique de l'origine de la variabilité intrasaisonnière qui permet d'expliquer son lien climatologique avec le cycle saisonnier des moussons. L'impact des perturbations intrasaisonnières de la TSO sur l'organisation des événements convectifs est ensuite étudié au moyen de simulations effectuées avec le modèle de climat LMDZ. Une part importante de la variabilité intrasaisonnière de la TSO est de plus liée à la formation de Couches de Réchauffement Diurne comme le montre le diagnostic effectué à partir d'un algorithme simple forcé par les données ERA-40. La validation de cette démarche au moyen des mesures du réseau global de bouées SVP autorise l'inclusion de cet algorithme dans LMDZ. On vérifie enfin la capacité du modèle à reproduire des CRD réalistes avant de discuter leur effet sur la variabilité intrasaisonnière simulée.
1 :  LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique
Météorologie tropicale – Convection – Variabilité intrasaisonnière – Interaction océan-atmosphère – Modèle de circulation générale – Couches de réchauffement diurne

The role of ocean-atmosphere interaction in the tropical convective intraseasonal variability.
Atmospheric tropical convection is strongly modulated at intraseasonal timescales (periods of 20 to 90 days). Ocean may play a critical role in atmospheric convective activity at this timescale. Sea Surface Temperature (SST) variations would indeed perturb surface fluxes and act to destabilise the atmosphere and trigger convection on the large scale. The associated dynamical response would then act to maintain convection at the intraseasonal timescale by enhancing surface heat fluxes. These SST perturbations are primarily linked with mixed layer temperature ones and so depend, as the available energy to maintain the convection, on the mixed layer depth. Observations support this thermodynamical conception of the physical origin of intraseasonal variability that enables to explain its climatological link with the seasonal march of the monsoons. The impact of SST intraseasonal variations on the organisation of intraseasonal convective events is then further explored using ensembles of LMDZ global circulation model simulations. An important part of the SST intraseasonal variability is moreover associated with the formation of diurnal warm-layers as shown by results using a simple diagnostic algorithm forced by ERA-40 reanalysis data. The validation of this approach using in situ measurements of the global SVP drifter network makes possible to use such an algorithm as a parametrisation of diurnal warm-layers in a climate model such as LMDZ. The ability of the LMD model to produce realistic diurnal warm-layers is shown in a first simulation before discussing the effect of such phenomenon on the simulated intraseasonal variability of the convection.
Tropical meteorology – Convection – Intraseasonal variability – Air-sea interaction – Global circulation model – Warm-layer