Un modele simplifie du systeme ocean-atmosphere : role de l'atmosphere et du transport atmospherique d'energie dans l'evolution du climat

• Auteur / Autrice : Ionela Rotaru-Musat
• Direction : Hervé Le Treut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Un modele couple simplifie ocean de surface - atmosphere deja existant au lmd a ete adapte ici pour faire un outil strictement comparable au modele couple global de l'ipsl. Une analyse comparee des simulations climatiques conduites avec ces 2 modeles couples ocean-atmosphere paralleles, utilisant le meme modele d'atmosphere, mais des modeles d'ocean de complexite differentes, nous a permis de mettre en evidence des biais systematiques communs, qui par ailleurs sont presents egalement dans d'autres modeles climatiques (kiehl, 1998). Il s'agit d'un refroidissement du bassin pacifique tropical ouest et d'un assechement du pacifique central qui s'accompagne de la penetration d'une langue d'eau froide depuis l'est du bassin. Ce biais se marque aussi par un refroidissement de la haute troposphere tropicale au dessus de 30\ s. Afin de degager le role de l'atmosphere dans la derive thermique tropicale du climat simule, nous avons fait des experiences de sensibilite dont nous pensons qu'elles affectent notablement l'energetique de la haute troposphere. Ces experiences de sensibilite concernent : les nuages hauts de glace, la representation de la convection et le taux d'ozone des hautes couches atmospheriques. Les resultats de ces simulations nous permettent de suggerer que la derive thermique tropicale a la surface de l'ocean est controlee par un desequilibre energetique au sommet de l'atmosphere. La transmission de ces biais a la surface de l'ocean est ensuite faite par les branches de subsidence des cellules de hadley-walker. Cette analyse des retroactions atmospheriques est completee par une etude des transports atmospheriques d'energie (tae). Nous validons les tae simules par le mcga du lmd par rapport aux transports derives des reanalyses de l'ecmwf et nous nous interessons ensuite a la variation de ces transports dans un changement climatique. Pour les differents types d'energie, la reponse du transport atmospherique d'energie a une modification prescrite des temperatures de surface de l'ocean correspondant a un 2co 2 est directement liee au gradient thermique equateur-tropiques. Cependant, les variations des differents termes d'energie se compensent partiellement au niveau du transport d'energie statique humide. L'analyse en terme de divergence du transport atmospherique d'energie permet de quantifier l'importance des retroactions dynamiques par rapport aux retroactions radiatives. Le transport d'energie statique humide varie de 10-20 wm 2 ; ces variations sont du meme ordre de grandeur que les variations des flux radiatifs induites a la tropopause dans une experience de 2co 2. Par contre, les variations au niveau des differents types d'energie sont d'un ordre de grandeur plus importantes. Enfin, nous montrons que la composante hydrologique du tae est affectee par la parametrisation du processus de precipitations.