Rôle des ondes baroclines dans la variabilité basse fréquence

par Ara Arakelian

Thèse de doctorat en Sciences de l'atmosphère

Sous la direction de Francis Codron et de Jean-Louis Dufresne.

Soutenue en 2013

à Paris 6 .


  • Résumé

    Aux moyennes latitudes les ondes baroclines, perturbations synoptiques de période allant de 2 à 10 jours, interagissent sur la variabilité basse fréquence de période supérieure à une dizaine de jours. Pour ces périodes la variabilité de la circulation atmosphérique est dominée par des structures quasi-stationnaires de très grandes échelle spatiale, comme le sont l'oscillation nord-atlantique (NAO) et l'oscillation australe (OA). D'un coté le transport de moment par les ondes s'équilibre avec la friction en surface et maintient le jet autour de sa position, mais de l'autre, l'écoulement moyen organise ces ondes. Afin de comprendre pourquoi les modes annulaires semblent être la forme de variabilité basse fréquence privilégiée, la réponse des ondes à une modifications de l'écoulement à été étudiée. L'effet de la résolution sur la représentation des ondes et de la variabilité est également explorer. Dans un premier temps ces interactions sont étudiées au moyen de simulations guidées qui permettent d'isoler proprement la réponse des ondes baroclines et leurs flux de moment à des variations du jet. Le changement de propagation des ondes permet de mettre en évidence les mécanismes mis en jeu. Il apparaît une rétroaction positive dans le cas d'un déplacement du jet en latitude, et négative lors d'une variation de la vitesse du jet sans déplacement latitudinale. Dans un second temps, un ensemble de simulations réalisées avec le modèle de l'IPSL à différente résolution a permis d'évaluer les biais de représentation de l'état moyen et de la variabilité mais aussi de mettre en évidence la relation entre état moyen, la variabilité et la réponse à une augmentation de CO2.

  • Titre traduit

    Role of baroclinic eddies in the low-frequency variability


  • Résumé

    Midlatitude baroclinic eddies, synoptic disturbances period from 2 to 10 days, interact on the low-frequency variability , period longer than ten days. For these periods atmospheric circulation variability is dominated by quasi-stationary structures of large spatial scale, as are the North Atlantic Oscillation (NAO) and Southern Oscillation (AO). On one side, momentum transport by eddiesis is balanced with surface friction and keeping the jet around its position, but on the other, the mean flow organizes these eddies. To understand why annular modes seem to be domiant low-frequency variability, eddy feedbacks to a change of zonal mean flow are studied. Resolution effect on the representation of eddies and variability is explored. At first these interactions are studied using nudged simulations allowing isolate properly the response of baroclinic eddies and momentum flux. The change of eddy propagation allows to highlight the involved mechanisms. It appears a positive feedback in the case of latitudinal jet shift, and negatively to a jet speed variation without latitudinal shift. In a second part, a set of simulations with the IPSL model at varying resolution was used to assess biases of mean state and variability representation but also to highlight the relations between the mean state, the variability, and the response to increased CO2.

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  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.119-124.

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