Composition du jury

Mme. Laurence PICON (LMD): Présidente
Mme. Rémy Roca (LEGOS): Rapporteur
Mr. Nick Hall (LECOS): Rapporteur
Mme. Catherine Rio (LMD): Examinatrice
Mr. Gilles Bellon (CNRM): Examinateur
Mr. Jean-Philippe Duvel (LMD): Directeur de Thèse

Résumé

L’oscillation de Madden-Julian (MJO) est le principal mode de variabilité intrasaisonnière (20-90 jours) dans les tropiques. La MJO se caractérise par une perturbation de la dynamique de grande échelle et des précipitations se propageant principalement vers l’Est à une vitesse 5 m/s à l’équateur, et aussi vers le nord en été boréal. Malgré son importance, cette perturbation est mal reproduite dans les modèles de circulation générale (MCG). Ce défaut des MCGs a été attribué en partie à un déclenchement trop fréquent du schéma de convection profonde du modèle qui préserverait trop la stabilité statique dans les tropiques et empêcherait la formation de fortes perturbations organisées de la convection et le développement de la réponse dynamique de grande échelle qui en résulte. Cette thèse a donc pour objectif d’étudier l’impact de l’augmentation de l’inhibition de la convection sur l’état moyen et la variabilité tropicale dans le MCG LMDZ. Pour cela, deux paramètres – la fermeture et l’entraînement – d’un même schéma convectif, qui étaient initialement basés sur le profil vertical de la convergence d’humidité, ont été modifiés. Le taux entraînement du schéma modifié est proportionnel à l’humidité relative de l’environnement. Des études de sensibilité dans un modèle unidimensionnel montrent que, par rapport au schéma initial, cette modification a pour effet d’inhiber la convection dans une atmosphère sèche et de la favoriser en atmosphère humide, les précipitations deviennent donc plus rares et plus intenses. Avec ce nouvel entraînement, les simulations globales du modèle atmosphérique LMDZ présentent effectivement une plus forte variabilité tropicale de la dynamique et des précipitations à toutes les échelles de temps. Le cycle saisonnier des précipitations est aussi mieux reproduit ainsi que la propagation vers l’Est et vers le Nord des perturbations intrasaisonnières. Cependant, notre analyse montre que la dépendance de l’entrainement à l’humidité relative est insuffisante pour organiser correctement la convection et pour donner des structures reproductibles et réalistes des perturbations intrasaisonnières. Le chauffage convectif reste trop confiné et ne parvient pas à initier la réponse dynamique nécessaire à l’organisation de la MJO. L’ajout d’une fermeture en CAPE modifie peu ce comportement, mais accélère légèrement la propagation vers le Nord et vers l’Est de la MJO, et donne un état moyen et une variabilité un peu plus réaliste dans les tropiques. Ces résultats confirment qu’une certaine inhibition de la convection est probablement nécessaire au déclenchement d’événements intrasaisonniers et à la bonne simulation de la variabilité tropicale. Cependant, les paramètres de grande échelle qui contrôlent cette inhibition doivent encore être affinés.