Composition du jury

Dr Gilles REVERDIN
Dr Laurent TERRRAY
Pr Claude FRANKIGNOUL
Pr Michael GHIL
Dr Laurent LI

Résumé

La circulation atmosphérique et le climat des moyennes et hautes latitudes de l’Hémisphère Nord connaissent une variabilité importante particulièrement en hiver, mais aussi au printemps et en automne. Cette variabilité existe à de nombreuses échelles de temps, synoptiques à multi-décennales et au delà, et elle s’exprime via un nombre réduit de sructures préférentielles. Le mode dominant est l’Oscillation Nord Atlantique (NAO) ou Oscillation Arctique (AO) reflétant les fluctuations du gradient de pression entre les moyennes et hautes latitudes. Ses impacts climatiques mais aussi socio-économiques sont très importants sur la région Atlantique Nord-Europe. La NAO/AO est notamment associée à des changements tripolaires de SST et dipolaires de glace de mer.
Cette thèse a porté essentiellement sur l’étude de l’influence de l’océan et des interactions air-mer sur la variabilité atmosphérique aux latitudes extratropicales de l’Hémisphère Nord.
Dans la première partie de la thèse j’ai analysé la réponse atmosphérique directe et indirecte, linéaire et non-linéaire, à des modifications stationnaires des conditions de surface en Atlantique nord. J’ai utilisé des anomalies tripolaires de SST et dipolaires de glace de mer, réalistes, pour forcer le Modèle de Circulation Générale du LMD.
Ces expériences nous ont permis d’estimer l’impact relatif des changements de conditions de surface océanique sur l’état moyen mais aussi sur la variabilité de la circulation atmosphérique simulée.
Dans la seconde partie de la thèse nous avons abordé le problème de l’origine de la variabilité atmosphérique et de sa prévisibilité. Nous avons cherché à décomposer la variabilité simulée en une composante interne qui provient de la dynamique interne et qui est peu prévisible et une composante externe provenant du forçage par les variations des conditions de surface océaniques et qu’on peut potentiellement prévoir. Trois ensembles de simulations ont été réalisés afin de mettre en évidence le rôle de l’océan Atlantique Nord mais aussi de ses interactions avec le forçage des autres bassins océaniques.
Enfin la dernière partie de mon travail a porté sur les interactions océan-atmosphère en Atlantique Nord. J’ai étudié le cycle saisonnier du couplage en utilisant 100 ans de réanalyses de SLP et de SST du Hadley Center (HadSLP et HadISST). Si les variations atmosphériques forcent au premier ordre les changements de SST tout au long de l’année, j’ai pu montré que, en NDJ, MAM et JAS, ces variations atmosphériques sont aussi associées à des anomalies de SST plusieurs mois en avance. Ce travail a été complété par une étude du couplage dans deux modèles couplés développés récemment. Alors que dans le modèle ECHAM4/OPA8 l’atmosphère simulée est peu sensible aux anomalies de SST, on retrouve dans le modèle LMDZ3/OPA8 une marque de l’influence des SST plusieurs mois en avance sur la variabilité atmosphérique simulée. Néanmoins les deux modèles couplés présentent des biais sévères qu’il est nécessaire de corriger pour étudier plus en profondeur les mécanismes du couplage.