Étude de la dynamique de la basse stratosphère polaire à l’aide des données Vorcore

Study of the dynamics of the lower polar stratosphere using Vorcore observation

• Auteur / Autrice : Gillian Boccara
• Direction : François Vial
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie. Atmosphère. Environnement
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Stratosphère

Ondes de gravité, paramétrisation

Observations par ballons

Ballon surpressurisé

Ondelette

Résumé

Ce travail de thèse porte sur les ondes de gravité se propageant dans la basse stratosphère polaire. L’étude utilise les observations enregistrées par des ballons pressurisés de longue durée lors de la campagne Vorcore entre septembre 2005 et janvier 2006. La méthodologie développée s’appuie sur les différentes relations théoriques qui lient les perturbations de pression, de température et de vitesses enregistrées. Elle permet de déduire la direction horizontale de propagation, la vitesse de phase intrinsèque et le flux vertical de quantité de mouvement horizontal transporté par les ondes de gravité. La méthodologie a été testée et validée sur des simulations comportant une ou plusieurs ondes de gravité. En appliquant cette approche aux données Vorcore, les distributions géographiques et temporelles de ces flux ont été étudiées et les sources potentielles des ondes de gravité ont été examinées de même que leur intermittence. Nous avons montré que les montagnes sont des sources d'ondes de gravité prépondérantes, mais nous avons également mis en évidence l'importance des sources non-orographiques au-dessus des océans. Les échelles spatio-temporelles des ondes de gravité sont faibles, c’est pourquoi elles sont paramétrées dans les modèles de circulation générale. Nous avons comparé les flux observés lors de la campagne Vorcore aux flux produits par deux paramétrisations d’ondes de gravité : la première représente les sources d’ondes orographiques (Lott and Miller,1997) et la seconde décrit les sources d’ondes non-orographiques (Hines, 1997). Dans un deuxième temps, les observations de la campagne Vorcore ont été comparées aux analyses ECMWF et aux réanalyses NCEP/NCAR pour en estimer la fiabilité. Les biais et les écarts types obtenus suggèrent une prise en compte insuffisante des ondes de gravité dans les modèles et une mauvaise représentation du vortex polaire dans les réanalyses NCEP/NCAR.