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Thèse soutenue

Les echelles de temps de la circulation atmospherique : couplage interne et approches de la parametrisation des modes rapides

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Auteur / Autrice : Robert Vautard
Direction : Claude Frankignoul, Bernard Legras
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Terre, océan, espace
Date : Soutenance en 1987
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Les interactions entre les modes lents et les modes rapides de la circulation atmospherique sont examinees a travers deux problemes. Le premier concerne le couplage entre les ondes de gravite et les ondes de rossby. En raison des erreurs d'observation, les modeles de prevision numerique engendrent des ondes de gravite rapides irrealistes. Ces modes doivent donc etre initialement filtres. Le probleme est aborde de maniere theorique par l'etude de l'existence et des proprietes d'une variete invariante de l'espace des phases, appelee "variete lente", qui est sensee contenir l'attracteur du systeme atmospherique. Nous montrons au moyen d'exemples et de theoremes mathematiques qu'une telle variete peut exister, mais que les algorithmes actuels ne convergent pas vers elle. Le deuxieme probleme concerne la generation de la variabilite basse-frequence de l'atmosphere. Nous montrons que la dynamique lente de grande echelle est largement gouvernee par le forcage qu'induisent les transitoires rapides de petite echelle. L'existence de plusieurs structures de grande echelle associees a des regimes de temps, maintenues par les ondes baroclines rapides venant se superposer, est demontree dans le cadre d'un modele quasi-geostrophique. L'alternance entre ces regimes contribue a l'essentiel de la variabilite basse-frequence aux latitudes temperees. Cette notion de "regime de temps", jusqu'ici definie de maniere vague, est abordee de facon quantitative et objective au moyen d'une methode variationnelle statistico-dynamique. Celle-ci permet la reconnaissance de plusieurs types de circulation persistante dont l'une constitue le phenomene de "blocage". Dans ce phenomene, nous montrons que les transitoires ont un effet positif et important pour le maintien de la structure de l'anomalie