Turbulence et nebulosite dans la couche limite planetaire : une etude numerique a mesoechelle

Turbulence and cloudiness in the planetary boundary layer: a mesoscale numerical study

• Auteur / Autrice : PETER BECHTOLD
• Direction : Robert Rosset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

Le point important de ce travail est la representation de la nebulosite dans la couche limite planetaire etant donne que la nebulosite joue un role cle dans la modelisation du climat local et global. Une parametrisation de la couche limite planetaire nuageuse est developpee, qui inclut une representation des effets radiatifs et une description de la nebulosite a l'echelle sous-maille ou les moments statistiques d'ordre 2 sont exprimes en fonction des variables resolues du modele. La parametrisation proposee est inseree dans le modele hydrostatique a mesoechelle salsa; elle est adaptee aux modeles meso- voire grande echelle, qui possedent un schema turbulent en energie cinetique turbulente. Le modele est valide a l'aide de versions uni- bi- et tri-dimensionnelles face aux observations et face aux resultats obtenus a l'aide d'un modele de turbulence d'ordre 3. Les tests uni-dimensionnels portent sur le cas d'une couche limite nuageuse marine surmontee d'un banc de stratocumulus et determinee ou par la convection ou par l'effet de cisaillement de vent. Le modele est egalement applique a un cas bi-dimensionnel d'ecoulement d'air froid sur une mer plus chaude, qui revele une transition nuageuse ou la nebulosite varie entre 0 et 100%. La simulation tri-dimensionnelle d'une couche limite continentale observee pendant la campagne hapex-mobilhy presente un dernier test du modele. Le modele montre un fonctionnement raisonnable aussi bien en atmosphere claire qu'en atmosphere nuageuse. Neanmoins, la simulation de la nebulosite dans la couche limite continentale est nettement plus difficile que celle de la couche limite marine, car elle demande la connaissance precise des conditions en surface. On montre egalement l'utilite du schema de nebulosite partielle qui permet non seulement une representation plus realiste du champ de nuage, mais assure aussi une meilleure stabilite du modele en evitant une condensation abrupte comme c'est le cas avec un schema conventionnel de condensation tout ou rien