Flux turbulents simulés et observés à l'interface océan-atmosphère aux basses latitudes : incertitudes des observations, mise en évidence des principaux biais des flux simulés et implications pour l'analyse du comportement des modèles

Simulated and observed large-scale turbulent ocean-atmosphere fluxes at low latitudes : dealing with observational uncertainly, determination of robust model biases and implications for model bahavior

• Auteur / Autrice : Alina Gainusa-Bogdan
• Direction : Pascale Braconnot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du climat
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Albédo

Climat tropical

Climat maritime

Résumé

Un large ensemble d’observations a été rassemblé et utilisé pour évaluer la façon dont le modèle de l’IPSL reproduit les flux turbulents à l’interface air-mer, en se focalisant sur la climatologie de ces flux à grande échelle dans les régions tropicales. Les comparaisons concernent à la fois les flux de surface et les différentes variables météorologiques utilisées pour les calculer. Une première partie s’intéresse à l’estimation des incertitudes des observations, ce qui permet de mettre ensuite en évidence les principaux biais de la composante atmosphérique du modèle de climat IPSL-CM5A lorsque les températures de surface de la mer observées sont imposées comme condition aux limites. Dans la deuxième partie, la méthodologie est appliquée pour comparer les versions successives du modèle de l’IPSL entre les versions CM4 et CM5B et analyser les rôles respectifs du couplage océan-atmosphère, des changements de résolution horizontale, des ajustements d’albédo de surface et les principaux changements entre les simulations historiques servant de référence. La dernière partie est consacrée aux aspects méthodologiques concernant l’évaluation des modèles, ainsi qu’à la possible généralisation à d’autres modèles de climat des relations entre les biais des simulations atmosphériques et des simulations couplées mises en évidence pour IPSL-CM5A.

We use a comprehensive observational ensemble to assess the modern-day IPSL model representation of turbulent air-sea fluxes at large, climatological scales in the intertropical region. We consider the surface fluxes, as well as their associated meteorological state variables. In a first step, we create estimates of the observational uncertainties, and use them to highlight the significant biases in the atmospheric component of IPSL-CM5A, when forced with observational sea surface temperatures. In a second step, we apply the same methodology to the evaluation of several versions of the coupled IPSL model from CM4 to CM5B and assess flux-related differences due to ocean-atmosphere coupling, changes in horizontal resolution, surface albedo adjustment, and historical model development. Finally, we discuss methodological aspects of model evaluation, as well as the possible generalization of the relationship between coupled and uncoupled model biases found for the IPSL-CM5A model.