Organisation de la convection observée pendant l'expérience TOGA-COARE et son impact sur les flux de surface

par Patrick Jabouille

Thèse de doctorat en Physique de l'atmosphère

Sous la direction de Jean-Luc Redelsperger.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Avec un modele numerique permettant de simuler explicitement la convection nuageuse et des donnees recueillies pendant l'experience toga-coare, deux themes differents sont abordes. Pour etudier les mecanismes d'organisation, une situation convective ou les nuages sont alignes en deux bandes paralleles au cisaillement de vent de basses couches a ete modelisee. La simulation qui montre une tendance a l'auto-organisation a ete analysee en detail pour trouver des mecanismes responsables de la creation, du grossissement et du maintien d'un ensemble convectif. Le role des courants de densite de surface, l'interaction de plusieurs de ces courants, l'advection des hydrometeores par le vent d'altitude et le changement de la direction du cisaillement sont des points clefs pour comprendre la structure du systeme. Le systeme n'atteint jamais un etat stationnaire dans sa phase mature, phase breve mais bien superieure a la duree de vie d'une cellule isolee. Le systeme presente aussi une forte variabilite longitudinale de sa structure. Ces caracteristiques, confirmees par les observations, rendent difficiles des comparaisons avec les donnees doppler et l'elaboration d'un schema conceptuel simple. Concernant l'impact de la convection sur les flux de surface, une deuxieme situation correspondant au passage d'un vaste ensemble convectif au-dessus de la zone centrale de l'experience a ete retenue. Une validation de la simulation avec des observations de surface est d'abord realisee. Les courants de densite generes en dessous des nuages convectifs sont responsables en grande partie de la modification locale des flux de surface. L'augmentation du vent au passage du courant froid (rafales) est l'element primordial pour expliquer accroissement des flux de surface. Pour le flux de chaleur sensible, il faut aussi tenir compte de la baisse de temperature. A une echelle de la centaine de kilometres, la presence de convection augmente le flux moyen en modifiant la valeur moyenne du module du vent de surface (vent efficace). Dans un modele de circulation generale, ce vent efficace est la valeur a determiner pour pouvoir appliquer une parametrisation correcte du flux moyen. Il faut alors modifier la valeur du vent fournie par le modele qui sous estime le vent efficace. A partir des observations et des resultats du modele de nuage, une solution simple a ce probleme est proposee

Titre traduit

Organization of convection observed during the toga-coare experiment and its impact on surface fluxes

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