Etudes expérimentales et numériques de la dynamique des vagues et leurs implications pour les échanges océan - atmosphère.

Directional Measurements of the Kinematics and Dynamics of Surface Waves and the Implications to Ocean-Atmosphere Interaction Processes

• Auteur / Autrice : Luc Lenain
• Direction : Florian de Vuyst
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 11/09/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interfaces : matériaux, systèmes, usages (Palaiseau, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1912-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de mathématiques et de leurs applications (1990-2019 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Jury : Président / Présidente : Danièle Hauser
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florian de Vuyst, Danièle Hauser, Bertrand Chapron, Olivier Kimmoun, Frédéric Dias, Ken Melville, Jacques Piazzola
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Chapron, Olivier Kimmoun

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrodynamique

Interaction mer-atmosphère

Océanographie

Mots clés libres

Deferlement

Échanges océan - atmosphère

Hydrodynamique

Ocean

Aerosol marin

Gerris

Breaking wave

Hydrodynamic

Sea spray

Marine aerosol

Air-Sea interaction

Gerris

Résumé

Au cours des dernières décennies, les communautés de recherches océanographiques et atmosphérique ont démontrées que pour améliorer notre compréhension du couplage entre l'atmosphère et l'océan, et le paramétrage du flux de masse entre l'océan et l'atmosphère (gaz, aérosols, par exemple) , de moment (pour la génération de vagues et de courants marins) et d'énergie (flux de chaleur et énergie cinétique pour les courants et le processus de mélange près de la surface ) dans les modèles couplés océan-atmosphère, les vagues doivent être prises en compte. La physique du couplage dépend de la cinématique et de la dynamique du champ de vagues, y compris les processus de génération de vagues liées au vent, les interactions non-linéaires, ondes-ondes et la dissipation des vagues, cette dernière étant normalement considérée comme dominée par le déferlement. Nous présentons ici une série d'études expérimentales et numériques, démontrant l'importance du champ de vagues sur les interactions océan - atmosphère.

Over the last several decades there has been growing recognition from both the traditional oceanographic and atmospheric science communities that to better understand the coupling between the atmosphere and the ocean, and reflect that understanding in improved air-sea fluxes of mass (e.g. gases, aerosols), momentum (e.g. generation of waves and currents) and energy (e.g. heat and kinetic energy for currents and mixing) in coupled ocean-atmosphere models, surface-wave processes must be taken into account. The underlying physics of the coupling depends on the kinematics and dynamics of the wave field, including processes of wind-wave growth, nonlinear wave-wave interactions, wave-current interactions and wave dissipation, with the last normally considered dominated by wave breaking. Here we present a series of experiments, both numerical and field observations, focusing on surface wave effects on air-sea interaction processes.