Composition du jury

M. Gwenaël Berthet, Examinateur
M. Jean-Pierre Chaboureau, Rapporteur
Mme. Martina Krämer, Rapporteur
M. Bernard Legras, Examinateur
M. François Lott, Examinateur
M. Emmanuel Rivière, Examinateur
M. Riwal Plougonven, Directeur de thèse
M. Albert Hertzog, Directeur de thèse

Résumé

Cette thèse s’intéresse aux ondes de gravité et à la turbulence dans la région de la tropopause tropicale (TTL pour tropical tropopause layer, entre 14 et 18 km d’altitude), et à leurs impacts sur les cirrus.
Dans un premier temps, les fluctuations de température et de vent vertical induites dans la TTL par les ondes de gravité sont quantifiées et caractérisées à partir de mesures provenant de vols de ballons stratosphériques longue durée. Les perturbations observées sont comparées aux fluctuations résolues par les modèles atmosphériques globaux. À la lumière des observations, différentes méthodes de paramétrisation des fluctuations de température Lagrangiennes sont discutées.
Dans un second temps, l’influence des ondes équatoriales et de gravité sur la microphysique des cirrus est étudiée. On considère d’abord l’impact des ondes de gravité de haute fréquence sur la nucléation homogène des cristaux de glace. L’impact des ondes de basse fréquence sur le transport de la glace est ensuite abordé et quantifié à l’aide d’observations in situ.

Atmospheric waves and turbulence and their impacts on cirrus clouds in the Tropical Tropopause Layer (TTL, 14-18 km above sea level) are studied using in situ observations, numerical simulations and theoretical approaches.
First, long-duration stratospheric balloon measurements are used to
analyze Lagrangian temperature and vertical wind fluctuations induced by gravity waves at the tropical tropopause. The amplitude and intermittency of wave fluctuations are assessed, and the observations are compared with resolved wave fluctuations in atmospheric models. Methods to parameterize Lagrangian temperature fluctuations are then discussed. Then, some impacts of waves on cirrus cloud microphysics are examined. We first consider the influence of high frequency gravity waves on the ice nucleation process. Next, we explore the interplay between ice crystal sedimentation and advection by the wind perturbations induced by low frequency waves.