Influence of mountain gravity waves upon the large scale flow in the presence of critical levels.
Influence des ondes de gravité de montagne sur l'écoulement de grande échelle en présence de niveaux critiques
Résumé
The effect of mountain gravity waves breaking at critical levels, upon the large scale flow, is studied as a production of potential vorticity in the framework of the Eady model. Concerning the synoptic scales, we use a linearized semi-geostrophic model forced by a parameterized force. We show notably that the effect is cyclolytic for a cold front, and cyclogenetic for a warm front. Then the complete nonlinear 2D dynamics is computed with anelastic primitive equations. The subsynoptic scale response to the mountain forcing (parameterized or direct) contains notably nongeostrophic Eady modes, coupling a surface Eady wave with an inertia-gravity wave of the same scale, and inertia-gravity wave trains generated spontanously by the balanced flow associated to the dipole of potential vorticity. The study of the nonlinear saturation of these responses yields amplitudes rather weak but significant.
L'effet sur l'écoulement atmosphérique de grande échelle, du déferlement des ondes de gravité de montagne à des niveaux critiques, est étudiée sous l'angle d'une production de vorticité potentielle dans le cadre du modèle de Eady. Concernant les échelles synoptiques, on montre notamment à l'aide d'un modèle semi-géostrophique linéarisé forcé par une force paramétrisée, que l'effet est cyclolytique dans le cas d'un front froid, et cyclogénétique pour un front chaud. Puis la dynamique 2D complète non linéaire est abordée à l'aide des équations primitives anélastiques. La réponse au forçage montagneux (paramétrisé ou direct) aux échelles sous-synoptiques, contient notamment des modes de Eady non-géostrophiques, couplant une onde de Eady de surface à une onde d'inertie-gravité de même échelle, et des trains d'ondes d'inertie-gravité générés spontanément par l'écoulement équilibré associé au dipole de vorticité potentielle. L'étude de la saturation non linéaire de ces réponses donne des amplitudes relativement faibles mais significatives.