Composition du jury

Mr Peter BECHTOLD Rapporteur
Mr Anton BELJAARS Examinateur
Mr Philippe BOUGEAULT Rapporteur
Mr Herve LE TREUT Directeur de thèse
Mr Jean-Luc REDELSPERGER Examinateur
Mr Joao TEIXEIRA Examinateur
Mr Robert VAUTARD Examinateur

Résumé

La plupart des modèles de prévision du temps ou du climat ne sont pas en mesure de représenter certains des aspects essentiels des couches limites convectives, ce qui se traduit par des différences sensibles avec les observations. Cette thèse contribue à l’effort d’amélioration des représentations sous-maille du mélange turbulent/convectif, en ciel clair ou nuageux. L’évaluation des paramétrisations proposées est menée dans un cadre uni-dimensionnel, en comparaison avec des simulations résolvant les plus grandes échelles de la turbulence (LES).
Deux approches sont couramment utilisées pour paramétrer le mélange dans l’atmosphère. La première repose sur une description diffusive du mélange, dans laquelle il s’agit de déterminer la diffusivité turbulente. Nous proposons une cloture locale simple pour la longueur de mélange, qui donne des résultats satisfaisants dans un cas de convection sèche. L’extension à des cas nuageux traite séparement les parties claire et nuageuse de chaque maille, et reproduit le mélange dans des cas de nébulosité forte (stratocumulus) et faible (cumulus).
Dans la seconde approche, l’advection due aux structures convectives est représentée de manière explicite (approche ‘flux de masse’). Partant de cela, nous développons un schéma spectral innovant, qui s’appuie sur des équations d’ascendance pour les panaches générés en surface (clairs ou nuageux). Ce schéma unifie la dynamique des convections sèche (thermiques) et saturée (cumulus) en très bon accord avec les LES. Notamment, la cohérence verticale des structures convectives est bien reproduite par le modèle.