Prévision couplée océan-atmosphère des épisodes méditerranéens : Impact d'une meilleure prise en compte des débits des fleuves et de l'état de mer
Sauvage, César
Ocean-atmosphere coupling for Mediterranean heavy precipitation forecast: Better river runoff and sea state modelling
La Méditerranée occidentale est particulièrement touchée en automne par des événements fortement précipitants. Ces épisodes caractérisés par des vents forts en mer et de fortes pluies en peu de temps peuvent entraîner d'importantes inondations ainsi que des phénomènes de vagues-submersions. Ces travaux de thèse ont pour but de progresser vers la prévision intégrée à courte échéance de ces événements via la modélisation couplée pour une meilleure représentation des processus à l'interface air-mer. La méthodologie mise au point ici consiste à étudier l'impact d'une représentation réaliste des débits pour l'océan superficiel, puis d'examiner l'impact d'une meilleure prise en compte de l'état de mer, notamment au travers du couplage. Dans une première partie, nous avons évalué la sensibilité à différentes représentations du débit dans le modèle d'océan NEMO durant la campagne HyMeX (SOP1, automne 2012). Pour cela, deux configurations océaniques ont été utilisées, WMED (1/36°) couvrant la méditerranée occidentale et une nouvelle configuration : NWMED (1/72°) couvrant la méditerranée nord-ouest. Trois forçages de débits sont utilisés : une climatologie mensuelle ainsi que des observations journalières et horaires de débits. Les résultats ont montré localement un impact significatif sur la stratification océanique lorsque les observations de débits sont utilisées comparé à la climatologie. La salinité de surface est modifié ainsi que la couche de mélange, plus fine, car délimitée par une halocline bien marquée. Dans la deuxième partie de la thèse, nous nous sommes intéressés à un épisode méditerranéen survenu entre le 12 et le 14 octobre 2016 dans le sud de la France. Afin d'étudier le rôle de l'état de mer dans les échanges air-mer un ensemble de simulations numériques a été fait avec le modèle atmosphérique kilométrique de Météo-France AROME - incluant la paramétrisation des flux turbulent WASP - forcé ou couplé avec le modèle de vagues WaveWatchIII. Les résultats ont montré que la prise en compte de l'état de mer avait un impact significatif sur les basses de couches de l'atmosphère en réduisant notamment la vitesse du vent de surface et en modifiant les prévisions des précipitations en mer, particulièrement leurs localisations. Dans la troisième partie de la thèse, nous avons évalué l'apport du couplage océan-atmosphère-vagues sur le cas d'étude d'octobre 2016. Afin de pouvoir identifier et quantifier les impacts du couplage, des simulations couplées océan-atmosphère-vagues ont été réalisées à l'aide du système couplé NEMO-AROME-WaveWatchIII et comparées aux simulations couplées atmosphère-vagues et océan-atmosphère. Les résultats montrent d'abord une sensibilité de la prévision aux couplages, et que le couplage interactif avec l'océan conduit à des modifications dans l'alimentation en chaleur et humidité des systèmes fortement précipitants, tandis que le couplage avec un modèle de vagues conduit principalement à modifier la dynamique en basses couches. Ces résultats ont finalement été mis en parallèle avec des tests de sensibilité à la paramétrisation des flux turbulents de surface. Il en ressort que le choix de la paramétrisation des flux turbulents peut avoir un impact de même ampleur voire plus important sur la prévision de l'épisode méditerranéen que le couplage avec un océan interactif, alors que l'effet dynamique n'est produit qu'en considérant le forçage/couplage des vagues.</p>
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