Modélisation couplée océan-atmosphère pour l’étude des évènements météorologiques intenses en Méditerranée occidentale - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Ocean-atmospere coupled modelisation for study of intense meteorological events in Mediterranean

Modélisation couplée océan-atmosphère pour l’étude des évènements météorologiques intenses en Méditerranée occidentale

Résumé

The Western Mediterranean area is frequently affected in autumn by heavy precipitation events (HPEs), generally associated with strong winds. This PhD thesis investigates and models the role of air-sea interface processes during these events. The objective is to determine the impact of an air-sea coupled model on the short-range forecast of HPEs. To reach this objective, the two components (oceanic and atmospheric) are first separately evaluated at their interface using observations from the HyMeX campaign (SOP1, autumn 2012), before studying the impact of the air-sea coupled system. In the first part, the air-sea exchanges are examined in the atmospheric forecasts produced by the AROME model of Météo-France in a configuration dedicated to the Western Mediterranean area. During the SOP1, the intense meteorological events induce strong and fast oceanic responses which are not well represented in the sea surface temperature fields used by the AROME model. Then, the evolution of the oceanic mixed layer is simulated by a Western Mediterranean configuration of the oceanic model NEMO using different initial and boundary conditions and two air-sea flux parameterizations. These simulations showed a strong dependency of the oceanic circulation on the initial and boundary conditions. In the final part, the impact of the air-sea coupling on the atmospheric forecast is evaluated for two HyMeX SOP1 periods using the AROME-NEMO coupled system. The results of the different experiments demonstrate that the impact of coupling on HPEs is equivalent to the impact of changing the air-sea flux parameterization or the sea surface temperature initial conditions.
La région méditerranéenne occidentale est fréquemment affectée à l’automne par des épisodes de pluie intense, souvent accompagnés de vent marin fort. La thèse porte sur le rôle et la modélisation des processus à l’interface air-mer pendant ces évènements. Elle a pour objectif particulier d’étudier l’impact d’une modélisation couplée océan-atmosphère sur la prévision à courte échéance de ces évènements. La méthodologie mise en œuvre afin d’atteindre les objectifs de la thèse a été d’évaluer séparément la modélisation des deux compartiments (océan, atmosphère) à leur interface à l’aide des observations de la campagne de mesures du programme HyMeX (SOP1, automne 2012) avant d’étudier l’impact de la modélisation couplée océan-atmosphère. Dans la première partie de la thèse, les échanges air-mer sont examinés dans les prévisions atmosphériques produites par le modèle AROME de Météo-France dans une configuration dédiée à la Méditerranée occidentale. Pendant la SOP1, les évènements météorologiques intenses conduisent à des réponses océaniques rapides et fortes qui ne sont pas ou mal représentées dans les champs de température de surface de la mer utilisés par le modèle AROME. L’évolution de la couche de mélange océanique a par la suite été simulée par une configuration du modèle océanique NEMO sur le bassin occidental de la Méditerranée utilisant différentes conditions initiales et aux limites et deux paramétrisations différentes des flux air-mer. Ces simulations montrent la forte contrainte des conditions initiales et aux limites sur la circulation océanique. Dans la troisième partie, l’impact du couplage océan-atmosphère sur la prévision atmosphérique est étudié pour deux périodes de la SOP1 d’HyMeX à l’aide du système couplé AROME-NEMO. Les résultats des différentes expériences montrent que le couplage peut avoir un impact sur les précipitations d’ampleur équivalente à celui associé à un changement de paramétrisation des flux ou de conditions initiales de température de surface de la mer.
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  • HAL Id : tel-02110823 , version 1

Citer

Romain Rainaud. Modélisation couplée océan-atmosphère pour l’étude des évènements météorologiques intenses en Méditerranée occidentale. Océan, Atmosphère. Universite Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier), 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02110823⟩
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