Étude des transferts stratosphère-troposphère <br />en bordure sud de la zone tropicale <br />et impact sur le bilan d'ozone troposphérique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1999

Study of the stratosphere-troposphere exchanges at the southern edge of the tropical zone and impact on the tropospheric ozone balance.

Étude des transferts stratosphère-troposphère
en bordure sud de la zone tropicale
et impact sur le bilan d'ozone troposphérique

Résumé

The stratosphere-troposphere exchanges induced by the polar jet-stream of the northern hemisphere are well documented. In the subtropics, since few data are available, studies of stratosphere-troposphere exchanges are limited. These exchange result from jet-stream instabilities, and also from the detrainment of stratospheric air induced by deep convection in cyclones and in the inter-tropical convergence zone.

Using the Reunion station data base of radiosoundings performed at a semi-monthly frequency, and also various other experimental data, (satellite and ECMWF global model data), a first qualitative approach based on cases study is presented. The concepts of ageostrophism, jet-streak and upper level frontogenesis, allowed to characterise and analyse the formation of several subtropical tropopause folds and cut-off lows.

A strong subsiding transfer on April 6, 1995 (300 ppbv at altitude 10 km), following from the cyclone Marlene activity, is suggested in the peripheral part of the cyclone, at approximately 1000 km of the centre of the cyclone. The dynamic analysis seems to indicate a limited horizontal extension transfer, which would involve typically dynamic meso-scale mechanisms.

To allow a better tropospheric ozone monitoring, an ozone lidar, range toping near the high tropical tropopause, has been developed and installed at Reunion university. The results, obtained within the framework of the TRACAS campaign in July 1998, evidenced very regular stratospheric ozone in the free troposphere, during the whole month of measurement. ECMWF and Meteosat analyses led evidence of a planetary-scale tropopause fold. These mechanisms are necessarily different from midlatitude folds, and could be controlled by the return flow of the Indian monsoon, and by the downward branch of the southern Hadley cell.
Les échanges entre la stratosphère et la troposphère induits par le courant-jet de l'hémisphère Nord sont bien documentés. Cependant, peu de données sont disponibles dans les régions subtropicales, ce qui a longtemps limité les études des échanges stratosphère-troposphère dans ces régions, en relation d'une part à la barrière dynamique et au courant-jet subtropical de l'hémisphère sud, et, d'autre part, à la convection tropicale, nuages convectifs tropicaux, cyclones et zone de convergence intertropicale.

Se basant principalement sur l'analyse des radiosondages effectués à un rythme bimensuel par le laboratoire depuis 1992, complétés par diverses autres données expérimentales, satellitales, et des sorties du modèle dynamique global du centre européen ECMWF, une première approche qualitative a débouché sur l'identification et l'analyse de plusieurs cas d'étude. Les concepts d'agéostrophisme, de jet-streak et de frontogénèse d'altitude ont permis de caractériser et d'analyser la formation de plusieurs foliations subtropicales et gouttes froides d'altitude.

Les échanges entre la stratosphère et la troposphère en relation avec la convection tropicale, ont été ensuite abordés, dans un cas de transfert subsident intense le 6 avril 1995 (300 ppbv à l'altitude 10 km), alors que la Réunion était dans la partie périphérique du cyclone Marlène, à environ 1000 km du centre du cyclone. Après vérification de la bonne prise en compte du cyclone par les données des modèles utilisés (NMC et ECMWF), l'analyse dynamique semble indiquer une extension horizontale assez limitée du transfert, qui serait constitué typiquement par des mécanismes dynamiques à méso-echelle.

Pour permettre un meilleur suivi temporel de la concentration d'ozone troposphérique, un lidar ozone a été installé à la Réunion. Les résultats obtenus dans le cadre de la campagne TRACAS en juillet 1998 ont montré des apports d'ozone ayant une origine stratosphérique dans la troposphère, d'une manière extrêmement régulière pendant le mois de campagne de mesure. L'analyse dynamique au moyen des données du modèle européen et des données Météosat a permis la mise en évidence d'un pli de la tropopause d'échelle planétaire. Ces mécanismes sont nécessairement différents de ceux mis en jeu dans les latitudes moyennes et pourraient être contrôlés par le flux de retour de mousson et la branche descendante de la cellule de Hadley.
Fichier principal
Vignette du fichier
these_JL.pdf (4.24 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00361213 , version 1 (13-02-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00361213 , version 1

Citer

Jean-Luc Baray. Étude des transferts stratosphère-troposphère
en bordure sud de la zone tropicale
et impact sur le bilan d'ozone troposphérique. Océan, Atmosphère. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1999. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00361213⟩
455 Consultations
860 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More