MODELE A DEUX COUCHES DE L'OCEAN ATLANTIQUE TROPICAL PDF Download
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POUR ETUDIER LES MECANISMES COMPLEXES QUI LIENT OCEANS TROPICAUX ET ATMOSPHERE GLOBALE SUR DES ECHELLES DE TEMPS DE L'ORDRE DE QUELQUES ANNEES, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE SIMPLE D'OCEAN TROPICAL SUSCEPTIBLE D'ETRE EFFICACEMENT COUPLE A UN MODELE ATMOSPHERIQUE. C'EST UN MODELE A DEUX COUCHES ET DEMIE, DE DYNAMIQUE NON LINEAIRE, AUQUEL ON PEUT AJOUTER UNE EQUATION THERMODYNAMIQUE INDEPENDANTE PERMETTANT D'OBTENIR LA VALEUR DE LA TEMPERATURE DE SURFACE. NOTRE ETUDE S'EST LIMITEE A L'OCEAN ATLANTIQUE, PLUS PETIT ET PLUS DIFFICILE A MODELISER QUE L'OCEAN PACIFIQUE, MAIS RICHE DE NOMBREUSES OBSERVATIONS NECESSAIRES POUR FORCE LE MODELE ET EVALUER LE REALISME DE SES SORTIES. NOUS AVONS D'ABORD CHOISI LES PARAMETRES REGLANT LA DYNAMIQUE DU MODELE EN OPTIMISANT LE CYCLE SAISONNIER CLIMATOLOGIQUE DES COURANTS DE SURFACE ET DE LA HAUTEUR DYNAMIQUE. LA COMPARAISON MODELE-OBSERVATIONS A PU ETRE EFFECTUEE QUANTITATIVEMENT GRACE A LA METHODE STATISTIQUE MULTIVARIEE DEVELOPPEE AU LODYC, QUI PERMET DE TENIR COMPTE DES INCERTITUDES DE TOUTES LES DONNEES, AUSSI BIEN CELLES QUI FORCENT LE MODELE QUE CELLES UTILISEES COMME REFERENCE POUR SES SORTIES. NOUS AVONS ENSUITE MIS AU POINT LA VERSION DU MODELE DONNANT LA TEMPERATURE DE SURFACE. L'EQUATION THERMODYNAMIQUE SUPPLEMENTAIRE FAIT INTERVENIR LA TEMPERATURE DE L'EAU ENTRAINEE A LA BASE DE LA COUCHE MELANGEE ; NOUS EN AVONS DEVELOPPE UNE NOUVELLE PARAMETRISATION SUPPOSANT SIMPLEMENT QUE LE PROFIL DE TEMPERATURE DANS LA THERMOCLINE EST CONVENABLEMENT DECRIT PAR UNE FONCTION POLYNOMIALE DE BAS DEGRE. GRACE A CETTE PARAMETRISATION NOUS POUVONS TENIR COMPTE DE LA VARIATION SPATIALE DES PROFILS OBSERVES EN CHOISISSANT UNE FONCTION POLYNOMIALE DIFFERENTE SUIVANT LA PROFONDEUR DE LA THERMOCLINE. NOUS AVONS ALORS UTILISE LE MODELE POUR REALISER VINGT ANS DE SIMULATION DE TEMPERATURE DE SURFACE. NOUS AVONS, EN DERNIER, EFFECTUE L'ANALYSE DETAILLEE DE LA VARIABILITE SAISONNIERE ET INTERANNUELLE DE LA TEMPERATURE DE SURFACE DE L'ATLANTIQUE TROPICAL ET EVALUE LA CAPACITE DU MODELE A LES REPRESENTER
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POUR ETUDIER LES MECANISMES COMPLEXES QUI LIENT OCEANS TROPICAUX ET ATMOSPHERE GLOBALE SUR DES ECHELLES DE TEMPS DE L'ORDRE DE QUELQUES ANNEES, NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE SIMPLE D'OCEAN TROPICAL SUSCEPTIBLE D'ETRE EFFICACEMENT COUPLE A UN MODELE ATMOSPHERIQUE. C'EST UN MODELE A DEUX COUCHES ET DEMIE, DE DYNAMIQUE NON LINEAIRE, AUQUEL ON PEUT AJOUTER UNE EQUATION THERMODYNAMIQUE INDEPENDANTE PERMETTANT D'OBTENIR LA VALEUR DE LA TEMPERATURE DE SURFACE. NOTRE ETUDE S'EST LIMITEE A L'OCEAN ATLANTIQUE, PLUS PETIT ET PLUS DIFFICILE A MODELISER QUE L'OCEAN PACIFIQUE, MAIS RICHE DE NOMBREUSES OBSERVATIONS NECESSAIRES POUR FORCE LE MODELE ET EVALUER LE REALISME DE SES SORTIES. NOUS AVONS D'ABORD CHOISI LES PARAMETRES REGLANT LA DYNAMIQUE DU MODELE EN OPTIMISANT LE CYCLE SAISONNIER CLIMATOLOGIQUE DES COURANTS DE SURFACE ET DE LA HAUTEUR DYNAMIQUE. LA COMPARAISON MODELE-OBSERVATIONS A PU ETRE EFFECTUEE QUANTITATIVEMENT GRACE A LA METHODE STATISTIQUE MULTIVARIEE DEVELOPPEE AU LODYC, QUI PERMET DE TENIR COMPTE DES INCERTITUDES DE TOUTES LES DONNEES, AUSSI BIEN CELLES QUI FORCENT LE MODELE QUE CELLES UTILISEES COMME REFERENCE POUR SES SORTIES. NOUS AVONS ENSUITE MIS AU POINT LA VERSION DU MODELE DONNANT LA TEMPERATURE DE SURFACE. L'EQUATION THERMODYNAMIQUE SUPPLEMENTAIRE FAIT INTERVENIR LA TEMPERATURE DE L'EAU ENTRAINEE A LA BASE DE LA COUCHE MELANGEE ; NOUS EN AVONS DEVELOPPE UNE NOUVELLE PARAMETRISATION SUPPOSANT SIMPLEMENT QUE LE PROFIL DE TEMPERATURE DANS LA THERMOCLINE EST CONVENABLEMENT DECRIT PAR UNE FONCTION POLYNOMIALE DE BAS DEGRE. GRACE A CETTE PARAMETRISATION NOUS POUVONS TENIR COMPTE DE LA VARIATION SPATIALE DES PROFILS OBSERVES EN CHOISISSANT UNE FONCTION POLYNOMIALE DIFFERENTE SUIVANT LA PROFONDEUR DE LA THERMOCLINE. NOUS AVONS ALORS UTILISE LE MODELE POUR REALISER VINGT ANS DE SIMULATION DE TEMPERATURE DE SURFACE. NOUS AVONS, EN DERNIER, EFFECTUE L'ANALYSE DETAILLEE DE LA VARIABILITE SAISONNIERE ET INTERANNUELLE DE LA TEMPERATURE DE SURFACE DE L'ATLANTIQUE TROPICAL ET EVALUE LA CAPACITE DU MODELE A LES REPRESENTER
Author: Bruno Blanke Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Cette these analyse pour l'ocean atlantique et l'ocean pacifique les resultats de deux simulations numeriques effectuees avec la version tropicale du modele de circulation generale oceanique developpe au lodyc. Les deux simulations ne different que par la parametrisation verticale des phenomenes sous-grille. La premiere utilise une formulation analytique des coefficients d'echange turbulent en fonction du nombre de richardson local tandis que la seconde utilise une equation pronostique dans le calcul de ces memes coefficients. Les comparaisons des resultats des deux simulations pour chaque bassin, associees a des comparaisons avec des observations disponibles, indiquent que la diffusion verticale turbulente joue un role majeur dans les equilibres realises par le modele, et que l'introduction du modele en energie cinetique turbulente ameliore les capacites du modele de circulation generale a representer les oceans tropicaux
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CETTE THESE ANALYSE POUR L'OCEAN ATLANTIQUE ET L'OCEAN PACIFIQUE LES RESULTATS DE DEUX SIMULATIONS NUMERIQUES EFFECTUEES AVEC LA VERSION TROPICALE DU MODELE DE CIRCULATION GENERALE OCEANIQUE DEVELOPPE AU LODYC. LES DEUX SIMULATIONS NE DIFFERENT QUE PAR LA PARAMETRISATION VERTICALE DES PHENOMENES SOUS-GRILLE. LA PREMIERE UTILISE UNE FORMULATION ANALYTIQUE DES COEFFICIENTS D'ECHANGE TURBULENT EN FONCTION DU NOMBRE DE RICHARDSON LOCAL TANDIS QUE LA SECONDE UTILISE UNE EQUATION PRONOSTIQUE DANS LE CALCUL DE CES MEMES COEFFICIENTS. LES COMPARAISONS DES RESULTATS DES DEUX SIMULATIONS POUR CHAQUE BASSIN, ASSOCIEES A DES COMPARAISONS AVEC DES OBSERVATIONS DISPONIBLES, INDIQUENT QUE LA DIFFUSION VERTICALE TURBULENTE JOUE UN ROLE MAJEUR DANS LES EQUILIBRES REALISES PAR LE MODELE, ET QUE L'INTRODUCTION DU MODELE EN ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE AMELIORE LES CAPACITES DU MODELE DE CIRCULATION GENERALE A REPRESENTER LES OCEANS TROPICAUX
Author: CLAIRE.. LEVY Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 142
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UTILISATION D'UN MODELE SIMPLE, INCLUANT L'AJUSTEMENT A BASSE FREQUENCE D'UNE COUCHE DE SURFACE OCEANIQUE A UN FORCING ATMOSPHERIQUE. DEUX HYPOTHESES, COHERENTES ENTRE ELLES, SONT FAITES : ON NEGLIGE LES PROCESSUS THERMODYNAMIQUES ET ON SE LIMITE A UNE STRUCTURE VERTICALE SIMPLIFIEE. LA VERSION NON LINEAIRE DU MODELE SOUS-ESTIME LES TERMES D'ADVECTION. RESULTATS : ACCORD SATISFAISANT AVEC LA TOPOGRAPHIE DYNAMIQUE FOURNIE PAR LES DONNEES HISTORIQUES ; L'AJUSTEMENT DE LA PENTE DE LA THERMOCLINE AUX VENTS EST L'UN DES PROCESSUS DOMINANTS DANS L'OCEAN ATLANTIQUE EN SURFACE AUX ECHELLES D'ESPACE ET DE TEMPS CONSIDEREES ; CONFIRMATION DES TRAVAUX DE SCHOPF ET CANE (1983) RELATIFS AUX TRANSFERTS VERTICAUX DUS A L'ADVECTION ET A L'ENTRAINEMENT DE LA COUCHE DE MELANGEM, TRANSFERTS QUI INFLUENCENT LES COURANTS ET LA TEMPERATURE DE SURFACE ; ET DE CEUX RELATIFS AUX AJUSTEMENTS DE MASSE PROCHES D'UN AJUSTEMENT LINEAIRE ; ROLE PREPONDERANT DES STRUCTURES SPATIALES ET TEMPORELLES DU VENT ; LA PROFONDEUR DE LA THERMOCLINE PEUT ETRE MODELISEE EN MAJEURE PARTIE PAR SON AJUSTEMENT AUX CHAMPS DU VENT, LA REPONSE EQUATORIALE ETANT ALORS GLOBALE. REMARQUES SUR LA HIERARCHIE D'OUTILS DONT DISPOSE ACTUELLEMENT LA MODELISATION NUMERIQUE
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AFIN DE DETERMINER LES VALEURS DES PARAMETRES AJUSTABLES D'UN MODELE OCEANIQUE QUI CONDUISENT A LA MEILLEURE ADEQUATION POSSIBLE ENTRE MODELE ET OBSERVATIONS, UNE METHODE INVERSE ADAPTATIVE EST DEVELOPPEE ET EST APPLIQUEE A UN MODELE DE PREDICTION DE LA TEMPERATURE DE SURFACE (SST) DE L'OCEAN ATLANTIQUE TROPICAL. L'OPTIMISATION EST REALISEE EN MINIMISANT L'ECART ENTRE DONNEES OBSERVEES ET SIMULEES, QUI DEPEND D'ERREURS D'OBSERVATION ET DE MODELISATION. UNE PROCEDURE ADAPTATIVE EST MISE EN PLACE AU COURS DE LAQUELLE LE MODELE QUE L'ON OPTIMISE EST UTILISE AFIN DE CONSTRUIRE LE MODELE D'ERREURS D'OBSERVATION. L'OPTIMISATION EST APPLIQUEE AU CYCLE SAISONNIER MOYEN EN UTILISANT LES ANOMALIES DE SST POUR DIFFERENTES ANNEES ET DIFFERENTS FORCAGES ATMOSPHERIQUES PLAUSIBLES, COMME INFORMATION ADDITIONNELLE POUR CONSTRUIRE UNE ESTIMATION DE LA MATRICE DE COVARIANCE D'ERREURS D'OBSERVATION. EN UTILISANT UN MODELE IDEALISE POUR REPRESENTER LES ERREURS DE MODELISATION, LA PROCEDURE EST APPLIQUEE AU MODELE DE SST DE BLUMENTHAL ET CANE (1989) ET CONDUIT A DES VALEURS AFFINEES DES PLUSIEURS PARAMETRES DU MODELE ET DES FLUX DE CHALEUR. LA SIMULATION DE LA SST EN MOYENNE ANNUELLE EST AMELIOREE ALORS QUE LA SIMULATION DES FLUCTUATIONS SAISONNIERES ET DES ANOMALIES MENSUELLES NE L'EST PAS. L'ECART RESIDUEL ENTRE MODELE ET OBSERVATIONS DEMEURE TROP IMPORTANT POUR ETRE ATTRIBUE AUX ERREURS SUR LE FORCAGE ATMOSPHERIQUE ET SUR LES DONNEES OCEANIQUES UNIQUEMENT. IL EST LIE A LA GEOMETRIE SIMPLIFIEE DU MODELE AINSI QU'A SA MAUVAISE REPRESENTATION DU PHENOMENE DE REFROIDISSEMENT DES EAUX DE SURFACE PAR REMONTEE D'EAUX FROIDES (UPWELLING). L'EXISTENCE D'ERREURS DE MODELISATION PLUS IMPORTANTES QUE CELLES PRISES EN COMPTE DANS LE MODELE D'ERREUR THEORIQUE EST CONFIRME PAR UN TEST STATISTIQUE DE VALIDATION DES HYPOTHESES DU CALCUL INVERSE
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LA METHODE STATISTIQUE MULTIVARIEE DE VALIDATION DES MODELES OCEANIQUES DE FRANKIGNOUL ET AL. (1989) EST ETENDUE AU CAS GENERAL DE LA VALIDATION D'UN MODELE SUR UNE PERIODE FIXEE. LA PROCEDURE DE TEST PERMET D'EVALUER UN ECART MODELE-REALITE EN TENANT COMPTE DES INCERTITUDES DES DONNEES OCEANIQUE SERVANT DE REFERENCE, DES INCERTITUDES DU FORCAGE ATMOSPHERIQUE APPLIQUE AU MODELE ET DE L'INCERTITUDE DES CONDITIONS INITIALES. LES PERFORMANCES DU MODELE SONT ESTIMEES DANS UN ESPACE DE DIMENSIONS REDUITES DETERMINE PAR UNE DOUBLE ANALYSE EN COMPOSANTES PRINCIPALES COMMUNES. LA METHODE EST UTILISEE POUR EVALUER L'APTITUDE DU MODELE LINEAIRE MULTIMODE DE CANE (1984) ET DU MODELE DE CIRCULATION GENERALE DU LODYC A REPRODUIRE LES VARIATIONS DE LA PROFONDEUR DE L'ISOTHERME 20C DANS L'OCEAN ATLANTIQUE EQUATORIAL DE 1982 A 1984. MEME PENDANT CETTE PERIODE BIEN ECHANTILLONNEE, LES INCERTITUDES DE LA TENSION DE VENT, SIMULEES SUIVANT LES TECHNIQUES DE MONTE-CARLO, SONT LOIN D'ETRE NEGLIGEABLES. LES INCERTITUDES CORRESPONDANTES SUR LA REPONSE D'UN MODELE SONT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR QUE LA VARIABILITE INTERANNUELLE OU PEUVENT ETRE EQUIVALENTES AUX ECARTS ENTRE LES DEUX VERSIONS DU GCM. IL FAUT DONC EN TENIR COMPTE DANS LES COMPARAISONS MODELE-REALITE. LES INCERTITUDES DU FORCAGE N'EXPLIQUENT CEPENDANT PAS TOUTES LES DIFFERENCES ENTRE LES SIMULATIONS ET LES OBSERVATIONS, MAIS LE GCM EST BEAUCOUP PLUS REALISTE QUE LE MODELE LINEAIRE. LES TESTS MONTRENT AUSSI QUE LA PARAMETRISATION TKE DU MELANGE VERTICAL A AMELIORE LA REPRESENTATION DE L'UPWELLING EQUATORIAL ET LE SIGNAL MOYEN A L'EST DU BASSIN. LES PERFORMANCES DU GCM SONT EGALEMENT DISCUTEES POUR DIFFERENTES REGIONS DE L'OCEAN ATLANTIQUE TROPICAL
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APPORT DE FAITS NOUVEAUX SUR LES VARIATIONS SAISONNIERES DE LA PROFONDEUR DE LA THERMOCLINE AU COURS D'UNE ANNEE, GRACE AUX DONNEES HISTORIQUES EXISTANTES, ET SUR LA RELATION AVEC L'ACTION DES ALIZES. ON A DISPOSE D'UN FICHIER CLIMATOLOGIQUE DE VENT DE SURFACE PAR MAILLE DE 1**(O) CARRE ET DE 150000 PROFILS THERMIQUES DE SUB-SURFACE. IL A ETE TROUVE QUE LA MIGRATION MERIDIENNE DE L'EQUATEUR METEOROLOGIQUE EST LE FACTEUR DOMINANT QUI INFLUENCE, EN SIGNE ET EN AMPLITUDE, LE ROTATIONNEL DE LA TENSION DU VENT. ON A MIS EN EVIDENCE UNE DOUBLE OSCILLATION SAISONNIERE DE LA THERMOCLINE: LA PREMIERE, LE LONG DE L'EQUATEUR, LA SECONDE AUTOUR D'UNE LIGNE PIVOT SITUEE SOUS LA POSITION ANNUELLE MOYENNE DE L'EQUATION METEOROLOGIQUE. CETTE DOUBLE OSCILLATION SEMBLE ETRE LE RESULTAT DE DEUX REPONSES DIFFERENTES DE L'OCEAN A L'ACTIVITE DU VENT: UNE REPONSE DUE A L'ACTION LOINTAINE DU VENT, QUI AFFECTE ESSENTIELLEMENT LA PARTIE EST DU BASSIN, A L'EQUATEUR; ET UNE REPONSE DUE A L'ACTION LOCALE DU VENT AU NORD-OUEST DU BASSIN, ASSOCIEE A LA MIGRATION LATITUDINALE DE L'EQUATEUR METEOROLOGIQUE QUI INDUIT DES VARIATIONS DU ROTATIONISME DE LA TENSION DU VENT (DONC DU POMPAGE D'EKMAN) ET UNE OSCILLATION DE LA THERMOCLINE
Author: SABINE.. FEVRIER
Author: SABINE.. FEVRIER
Author: Bruno Blanke
Author: BRUNO.. BLANKE
Author: CLAIRE.. LEVY
Author: NATHALIE.. SENNECHAEL
Author: PASCALE.. BRACONNOT
Author: Fabrice Vauclair
Author: 
Author: Institut océanographique
Author: THIERRY.. DELCROIX