Impact d'un ensemble de nuages sur l'environnement de plus grande échelle vu par un modèle de convection nuageuse explicite (cas GATE et TOGA-GAte)

Impact of a cloud ensemble on the large scale environment as obtained with a cloud resolving model (cases GATE and TOGA-COARE)

• Auteur / Autrice : Françoise Guichard
• Direction : Jean-Luc Redelsperger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie de l'environnement
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermodynamique de l'atmosphère

Nuages de convection

Convection (météorologie)

Nuages -- Physique

Météorologie dynamique

Transfert de chaleur

Bilan calorifique (géophysique)

Régions tropicales

Résumé

Cette these represente une etude a echelle fine de la convection nuageuse tropicale oceanique et de ses effets a plus grande echelle, a l'aide des bilans thermodynamiques fournis par le modele numerique non-hydrostatique explicite de nuages du cnrm. On analyse une portion d'atmosphere correspondant typiquement a une colonne de modele de circulation generale. Les effets radiatifs (schema du cepmmt) ont ete inclus afin de traiter physiquement les interactions convection-rayonnement. De nouveaux diagnostics ont ete developpes afin d'analyser temporellement et spatialement le systeme et les mecanismes operants. On utilise des simulations bidimensionnelles (donnees gate) poursuivies sur quelques jours, pour caracteriser le regime convectif et sa sensibilite (dans un cas de convection peu organisee), et des simulations tridimensionnelles (donnees toga-coare) poursuivies sur une demi-journee, avec inclusion de la phase glace, pour etudier dans le detail un evenement convectif precis (cas observe de lignes convectives). Relativement aux schemas de convection, l'interet de cette approche est de fournir des elements de comparaison et de reflexion difficiles a obtenir a partir des observations seules. Les simulations bidimensionnelles montrent une grande variabilite temporelle de l'activite convective et des transferts verticaux de vapeur d'eau importante, responsables pour ce cas d'une humidification systematique dans les hautes couches nuageuses. Les effets radiatifs intensifient l'activite convective et le cycle diurne du rayonnement represente un facteur de controle conduisant a un maximum d'activite convective pendant la nuit pour les convergences de grande echelle faibles. L'analyse des simulations tridimensionnelles basee sur une partition du systeme en zones internes (convectives, ciel clair) met en evidence les points suivants. On observe un equilibre de masse entre ces zones, ou intervient la masse de l'eau sous ses differentes phases, resultant d'importants mecanismes de compensation. La connaissance du flux de masse en nuages permet d'estimer correctement le rechauffement/assechement par degagement de chaleur latente. En revanche, la somme des flux resolus a l'echelle des zones internes conduit a une large sous-estimation des flux convectifs. Enfin, cette analyse montre la presence conjointe d'une couche de convection peu profonde dans la simulation, qui est responsable d'un minimum d'assechement dans les basses couches