Développement et tests d'un modèle non hydrostatique pour les écoulements atmosphériques de méso-échelle sur relief

par Philippe Héreil

Thèse de doctorat en Physique de l'atmosphère

Sous la direction de Philippe Bougeault.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les differentes options pour un modele de simulation des ondes de gravite non hydrostatiques sont etudiees, avec en particulier une analyse des procedes de filtrage des ondes acoustiques. Une etude de la sensibilite de la solution d'ondes de relief au choix du pas de temps est realisee pour un modele non hydrostatique semi-implicite semi-lagrangien. Une methode efficace de resolution de l'equation elliptique de pression du modele anelastique non hydrostatique meso-nh est developpee et validee par des simulations d'ondes de relief. Un outil de calcul de bilan de quantite de mouvement dans des boites de dimension variable est developpe afin d'etudier l'impact de l'orographie sous-maille sur le ralentissement de l'ecoulement moyen. Les transferts de quantite de mouvement sont analyses a travers l'exploration numerique d'un diagramme theorique donnant les differents regimes d'ecoulement en fonction de la hauteur adimensionnelle de l'obstacle, reliee aux effets non lineaires, et de la largeur adimensionnelle de l'obstacle, reliee aux effets non lineaires, et de la largeur adimensionnelle de l'obstacle, reliee aux effets non hydrostatiques. La simulation numerique d'ecoulements idealises bidimensionnels en regime non lineaire a permis de verifier que le deferlement de l'onde en altitude est une cause de ralentissement de l'ecoulement moyen. Ce ralentissement se localise entre le sol et le niveau de deferlement sur la verticale, et se repartit uniformement sur l'horizontale. L'impact des effets non hydrostatiques est examine a travers la simulation d'ondes de relief piegees: le piegeage sans deferlement augmente la trainee au sol mais ne decelere pas l'ecoulement moyen dans la troposphere. L'etude numerique des effets non lineaires est etendue a des ecoulements idealises tridimensionnels autour d'un obstacle axisymetrique. La recirculation aval de l'ecoulement ralentit l'ecoulement moyen entre le sol et la hauteur maximale de l'obstacle. Au bout d'un temps assez long, le regime recirculant evolue vers un regime d'allees de tourbillons pour lequel le ralentissement de l'ecoulement moyen croit. Pour ce regime, le mode le plus instable sature au bout de 120 unites de temps adimensionnel. En regime non hydrostatique, les ondes piegees 3d decelerent l'ecoulement moyen dans la zone piegeante

  • Titre traduit

    Development and tests of a nonhydrostatic numerical model for orographic flows


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  • Détails : [2]-242 p

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  • Cote : 1996TOU30322

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  • PEB soumis à condition
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