Composition du jury

Philippe CIAIS (Examinateur)
Christophe GENTHON (Rapporteur)
Frédéric HOURDIN (Examinateur)
Hervé LE TREUT (Directeur de thèse)
Gerard MEGIE (Président)
Vincent-Henri PEUCH (Rapporteur)

Résumé

L’étude des couplages chimie-climat et les problèmes de surveillance de l’environnement ont pris ces dernières années une importance grandissante au sein de la communauté scientifique atmosphérique. Dans ces contextes, une étape importante consiste à se doter d’outils de modélisation capables de décrire correctement la dispersion des espèces traces dans l’atmosphère. Le but de cette thèse est de valider le transport atmosphérique des espèces traces à l’échelle continentale dans un modèle de circulation générale à grille variable (LMDZ).
Dans la prmière partie, on évalue le transport des espèces traces aux échelles continentales dans le modèle LMDZ en utilisant deux jeux de données différents et complémentaires : les données de la première expérience ETEX et les mesures de radon sur l’Europe. On utilse les données de la campagne ETEX-1 pour évaluer le transport grande échelle dans le modèle, pour tester la sensibilité à plusieurs paramètres du modèle et pour se comparer à 28 modèles de dispersion. Les résultats des simulations montrent que le modèle reproduit correctement la distribution des concentrations de traceur. La comparaison avec d’autres modèles permet de classer le modèle LMDZT dans la gamme des bons modèles de dispersion. On utilise ensuite les mesures de radon pour évaluer le modèle de transport dans différentes situations météorologiques.
Les résultats montrent que le modèle reproduit correctement les variations synoptiques des concentrations de radon et que, en revanche, les variations diurnes sont fortement sous-estimées par la paramétrisation de la couche limite du modèle.
Dans la deuxième partie, on teste une paramétrisation de la couche limite, non-locale de type flux de masse, et on la compare à l’ancien schéma du modèle et à celui de Mellor et Yamada. Les résultats montrent que cette paramétrisation représente mieux le transport vertical dans la couche limite et reproduit mieux le cycle diurne en comparaison avec le schéma de Mellor et Yamada et l’ancien schéma du LMD.
Enfin, on teste numériquement une approche originale d’inversion du transport atmosphérique au moyen du modèle LMDZT. On montre sur l’exemple de la campagne ETEX-1, comment des mesures de la composition atmosphérique peuvent être réstituées de façon équivalente par le calcul direct ou inverse.