Le rôle des océans dans la variabilité climatique de la mousson africaine

par Mathieu Joly

Thèse de doctorat en Sciences de l'information géographique

Soutenue le 28-11-2008

à Paris Est , dans le cadre de Ville et Environnement , en partenariat avec Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME) (équipe de recherche) .

Le jury était composé de Serge Janicot, Jean-François Royer, Aurore Voldoire, Bernard Fontaine, Éric Guilyardi, Christophe Cassou, Pascal Terray.

Les rapporteurs étaient Bernard Fontaine, Éric Guilyardi.


  • Résumé

    Les océans expliquent une part importante de la variabilité des pluies de mousson en Afrique de l’ouest. Quels sont les mécanismes physiques de ces interactions océan– atmosphère ? Comment sont-elles reproduites par les modèles de climat ? Ces deux questions sont ici abordées, en séparant d’emblée les échelles de temps interannuelles et décennales, et en confrontant les simulations réalisées pour le 4e rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC) aux données observées du xxe siècle. À l’échelle interannuelle, les anomalies de température à la surface du Pacifique équatorial, du golfe de Guinée, et de la Méditerranée sont statistiquement liées aux anomalies des pluies d’Afrique de l’ouest. La question de la stationnarité de ces liens au cours du xxe siècle est brièvement abordée. Les mécanismes physiques sont ensuite appréhendés dans les réanalyses atmosphériques et dans les simulations couplées du GIEC. Pour comprendre le comportement du modèle du Centre national de recherches météorologiques (CNRM), différentes expériences de sensibilité sont réalisées en prescrivant à l’océan une tension de vent réanalysée, sur le Pacifique tropical ou sur tout globe. Une simulation atmosphérique avec des températures de surface prescrites est aussi utilisée pour discuter du rôle du couplage océan–atmosphère. Étant donné le caractère saisonnier de la mousson africaine, le phasage temporel de la variabilité océanique doit être considéré avec attention. Dans les modèles couplés, les biais de l’El Niño–Southern Oscillation (ENSO) et de l’Atlantic Niño conduisent en effet à des interactions océan–mousson différentes de celles observées. À terme, une meilleure compréhension et simulation de la variabilité océanique et de ses influences pourrait permettre d’améliorer les scores de prévision saisonnière sur l’Afrique de l’ouest

  • Titre traduit

    Role of the oceans in the climatic variability of the African monsoon


  • Résumé

    The oceans explain an important part of the variability of monsoon rainfall overWest Africa. What are the physical processes of those ocean–atmosphere interactions? How are they simulated by climate models? Both issues are addressed, by considering the interannual and decadal time-scales separately, and comparing the simulations performed for the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) to the 20th Century observation record. At the interannual time-scale, sea surface temperature anomalies in the equatorial Pacific, the Gulf of Guinea, and the Mediterranean, are statistically linked to the West African monsoon rainfall. The stationnarity of those links is assessed over the 20th Century. The physical processes are then studied in the atmospheric reanalyses and in the IPCC coupled simulations. To understand the behaviour of the Centre national de recherches météorologiques (CNRM) model, various sensitivity experiments are carried out, with a reanalyzed wind-stress prescribed to the ocean model, over the tropical Pacific or over the global ocean. An atmospheric simulation with prescribed sea surface temperatures is also used, to discuss the role of the ocean–atmosphere coupling. Given the seasonality of the West African monsoon, attention has to be paid to the phaselocking of the oceanic variability. In the coupled models, the biases of the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) and of the Atlantic Niño lead indeed to ocean–monsoon interactions that are different from those observed. A better understanding and simulation of the oceanic variability and its influences could in fine enhance the seasonal forecasting skills over West Africa


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