Turbulence en atmosphere stable : une etude quantitative

par JEAN-REMI ALISSE

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de CLAUDE SIDI.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Nous presentons dans cette these des resultats quantitatifs sur l'activite de petite echelle dans l'atmosphere stratifiee stable, et notamment dans la stratosphere. Nous utilisons pour cela des profils verticaux de vitesse et de temperature, de haute resolution ( 0. 2 m) issus de mesures faites sous ballons stratospheriques. Cette etude se subdivise en cinq parties : i) presentation du probleme et des donnees ; ii) caracterisation de deux regimes dynamiques pour les fluctuations de petite echelle (de l'ordre du metre), un regime dit calme associe a des spectres verticaux d'energie en m 3 (m est le nombre d'onde vertical) et un regime dit turbulent, associe a des spectres en m 5 / 3. Pour cela, nous avons selectionne des couches associees a ces deux regimes, en apparence homogenes, d'epaisseurs suffisamment importantes pour permettre le calcul de quantites statistiques. L'estimation d'un ensemble de parametres dynamiques (nombre de richardson, longueurs d'ozmidov et de thorpe, taux de dissipation d'energie) permet de clairement distinguer les deux regimes dynamiques etudies ; iii) etude des proprietes statistiques des deux regimes et de la pertinence de la theorie de l'intermittence pour leur description iv) etude energetique du regime turbulent, et implications pour la connaissance des proprietes de melange et du cycle de vie des couches turbulentes ou il se developpe ; nous montrerons notamment la persistence de termes puits et source d'energie cinetique dans la bande spectrale de petite echelle, ce qui suggere des champs non-stationnaires. De plus, l'etude des proprietes de melange montre que les couches turbulentes ne peuvent jamais etre completement melangees, et que l'activite turbulente s'y developpe sous le regime dit de la creation continue ; v) etude de l'effet de ces couches turbulentes sur le transport vertical a grande echelle de traceurs. Nous avons pour cela adapte le modele de dewan recemment formalise par j. Vanneste et p. Haynes au cas ou les couches turbulentes ne sont pas completement melangees. La valeur typique de diffusivite verticale obtenue (de l'ordre de 10 2 m 2. S 1) est en accord avec des estimations recentes effectuees a l'aide d'avions (waugh etal. , balluch and haynes).


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Informations

  • Détails : 190 p.
  • Annexes : 169 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1999
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