On the dynamics of african easterly waves: their origin, propagation and interaction with the environment.
Dynamique des ondes d'est africaines: origine, propagation et intéraction avec leur environnement.
Résumé
African Easterly Waves (AEWs) are synoptic baroclinic disturbances (wavelength 2000-5000 km; period 3-5 days) that propagate westward over West Africa in the monsoon season and display intraseasonal intermittence. This thesis work aims to investigate the question of the origin, growth and intermittence of AEWs through idealised modelling and analysis of observations. Factors such as possible precursors for the waves, and the relationship of the waves with the background environment - in particular the AEJ - and with convection are examined and discussed. A statistical climatological study is made of the relationship between the observed intraseasonal variations in the mid-tropospheric flow over West Africa, convection and AEW activity. An idealised modelling approach is also developped through the use of a dry global primitive equation model driven by a constant forcing tem derived from the observations. This model is used in a first configuration to simulate linear AEWs on a set of various fixed basic-states using the same idealised convective heating localised upstream of the AEJ as an initial trigger. It is shown that these convectively triggered AEWs are strongly influenced by the intra-seasonal variability of the environment. A second forcing configuration allows the model to simulate observed distributions of jets and transient disturbances, and explicitly represents the interactions between them. This simple GCM produces realistic intermittent AEWs that are shown to be triggered by precursors coming from the North Atlantic storm track.
Les ondes d'est africaines (AEWs) sont des perturbations baroclines synoptiques (périodes 3-5 jours; longueurs d'onde 2000-5000 km) qui se propagent d'est en ouest sur le continent ouest-africain de manière intermittente au cours de la saison de mousson. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre l'intermittence intra-saisonnière des AEWs en combinant des considérations sur l'origine et le déclenchement des ondes, et sur l'influence de l'environnement de croissance, en particulier le jet d'est africain (AEJ). Une analyse statistique permet de souligner les relations complexes entre les fluctuations intra-saisonnières de l'AEJ, la convection et l'activité en AEWs dans les observations. Une approche de modélisation idéalisée est également adoptée, qui met en oeuvre un modèle atmosphérique global uniquement dynamique et guidé par un terme de forçage constant dérivé des observations. Dans une première configuration, des AEWs sont déclenchées sur un état de base fixe en réponse transitoire à un chauffage convectif appliqué localement en amont de l'AEJ. L'efficacité d'un tel déclenchement est testée sur un large jeu d'états de base constitués à partir des observations pour représenter la variabilité intra-saisonnière de l'AEJ. Il est mis en évidence une forte dépendance de la réponse transitoire à l'état de base. Une deuxième configuration du forçage laisse le modèle libre de développer sa propre activité transitoire. Des AEWs réalistes se développent de manière intermittente dans ce GCM simple. Il est montré qu'elles y sont déclenchées par des précurseurs de nature dynamique, originaires des moyennes latitudes (de l'Atlantique nord en particulier).
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