Composition du jury

Claude Basdevant, président
Alain Hauchecorne, rapporteur
Hennie Kelder, rapporteur
Didier Renaut, examinateur
Francois Vial, directeur
Albert Hertzog, co-directeur

Résumé

La destruction de l’ozone dans le vortex antarctique par les composés chlorés joue un rôle dans le changement climatique, aux côtés des gaz à effet de serre. Or, la dynamique atmosphérique affecte la destruction de l’ozone dans cette région selon un processus complexe. La campagne Vorcore (2005) peut permettre l’étude de la dynamique du vortex et des phénomènes de transport associés. C’est ce que cette thèse se propose de faire.
Dans un premier temps, la thèse identifie à l’aide de spectre d’exposant de Lyapunoc d’échelle finie (FSLE), notamment, les régimes de transport dans le vortex antarctique en basse stratosphère, en fonction de l’échelle spatiale : advection chaotique pour la petite échelle, superdiffusion pour la méso-échelle, diffusion classique pour la grande échelle. Dans un second temps, elle propose de les approfondir pour en établir les différentes caractéristiques. Ainsi, elle montre l’existence d’une structure de grande échelle qui gouverne le chaos d’abord, elle représente cette structure dans le cadre de la dynamique hamiltonienne ensuite pour en déduire des propriétés du vortex en termes de barrières dynamiques et de frontières cinématiques. Elle précise enfin la nature de la superdiffusion et le rôle joué par les différents types d’ondes atmosphériques (ondes de gravité et planétaires) à l’aide de spectres de puissance. En particulier, les ondes de gravité interviennent dans la superdiffusion en basse stratosphère antarctique, ce que le modèle du Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen-Terme sous estime sensiblement. Dans un troisième temps, elle se concentre sur l’advection chaotique non conservative (hors cadre hamiltonien) pour quantifier l’impact de l’activité ondulatoire sur l’érosion du vortex – car celle-ci est à l’origine d’échange entre les hautes et basses latitudes : après avoir modélisé le vortex sous la forme d’un système dynamique autonome, un calcul de dimension « Pointwise » est réalisé pour caractériser l’attracteur du système et mettre en évidence la sensibilité du calcul à l’activité diabatique.