Vers l’Extrapolation à l’échelle continentale de l’impact des overshoots sur le bilan de l’eau stratosphérique

par Abhinna Behera

Thèse de doctorat en CPI - Chimie et Physique de l’Ingénieur

Sous la direction de Emmanuel Riviere.

Le président du jury était Chantal Claud.

Le jury était composé de Emmanuel Riviere, Virginie Marecal, Geneviève Sèze, Sergey Khaykin.

Les rapporteurs étaient Jean-Pierre Chaboureau, Riwal Plougonven.


  • Résumé

    Cette thèse a pour but de préparer un travail d’extrapolation de l’impact des overshoots stratosphériques (SOC) sur le bilan de vapeur d’eau (VE) dans la couche de la tropopause tropicale (TTL) et dans la basse stratosphère à l’échelle continentale.Pour ce faire, nous profitons des mesures de la campagne de terrain TRO-Pico tenue à Bauru, au Brésil, pendant deux saisons convectives/humides en 2012 et 2013, et de plusieurs simulations numériques de la TTL sur un domaine englobant une grande partie de l’Amérique du Sud avec le modèle méso-échelle BRAMS.Premièrement, nous effectuer une simulation d’une une saison humide complète sans tenir compte des SOC. Cette simulation est ensuite évaluée pour d’autres caractéristiques clés typiques (température de la TTL, VE, sommets de nuages et ondes de gravité) dans la TTL. En l’absence de SOC et avant d’extrapoler son leur impact, nous démontrons que le modèle reproduit correctement les caractéristiques principales de la TTL. L’importance de l’ascension lente à grande échelle par rapport aux processus convectifs profonds à échelle finie est ensuite discutée.Deuxièmement, à partir de simulations BRAMS à fine à échelle de cas de SOC observés pendant TRO-Pico, nous déduisons des quantités physiques (flux de glace, bilan de masse de glace, tailles des SOCs), qui serviront à définir un forçage de l’impact des overshoots dans des simulations à grande échelle. Nous montrons un impact maximum d’environ 2 kt en VE et 6 kt de glace par SOC. Ces chiffres sont 30% nférieurs pour un autre réglage microphysique du modèle. Nous montrons que seul trois types d’hydrométéores du modèle contribuent à cette hydratation.

  • Titre traduit

    Toward the upscaling of the impact of overshoots on the stratospheric water budgetat a continental scale


  • Résumé

    This dissertation aims at laying a foundation on upscaling work of the impact of stratospheric overshooting convection (SOC) on the water vapor budget in the tropical tropopause layer (TTL) and lower stratosphere at a continental scale.To do so, we take advantage of the TRO-Pico field campaign measurements held at Bauru, Brazil, during two wet/convective seasons in 2012 and 2013, and perform accordingly several numerical simulations of the TTL which encompass through a large part of south America using the BRAMS mesoscale model.Firstly, we adopt a strategy of simulating a full wet season without considering SOC. This simulation is then evaluated for other typical key features (e.g., TTL temperature, convective clouds, gravity wave) of the TTL. In the absence of SOC and before upscaling its impact, we demonstrate that the model has a fair enough ability to reproduce a typical TTL. The importance of large-scale upwelling in comparison to the finite-scale deep convective processes is then discussed.Secondly, from fine scale BRAMS simulations of an observational case of SOC during TRO-Pico, we deduce physical parameters (mass flux, ice mass budget, SOC size) that will be used to set a nudging of the SOC impact in large-scale simulations. A typical maximum impact of about 2kt of water vapor, and 6kt of ice per SOC cell is computed. This estimation is 30% lower for another microphysical setup of the model. We also show that the stratospheric hydration by SOC is mainly due to two types of hydrometeors in the model.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne (Bibliothèque électronique). Bibliothèque universitaire.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.