Résumé: La
circulation atmosphérique sous
nos latitudes est dominée en altitude par un régime
permanent de vents d'Ouest. Ces vents transportent les
dépressions qui se développent sur l'Atlantique et
contrôlent la météorologie sur l'Europe du
Nord-Ouest. L'établissement de ces vents d'ouest est lié
au différentiel de température de surface entre
l'équateur et les pôles, via un
équilibre dans lequel la force de Coriolis joue un
rôle central. A l'aide d'un modèle simple,
résolvant les équations de St Venant
(fluide à une couche avec surface libre et incompressible) sur la
sphère, nous proposons d'étudier la formation de ces jets. Nous
proposons aussi d'étudier la formation des jets dans la
stratosphère, où le chauffage se fait directement par absorption des
UV solaires par l'Ozone, plutôt que par que par le rayonnement
infrarouge venant du sol. Les résultats obtenus seront
comparés à des observations climatologiques de ces
différents jets.
Logiciel concerné:
Utilisation d'un code déjà
écrit en Fortran; visualisations des résultats à
l'aide de MATHLAB ou de Xmgrace:
Télécharger STVENANT.tar.gz, puis
lancer les commandes (1) gunzip STVENANT.tar.gz,
(2) tar -xvf STVENANT.tar.
Après cette opération, le dossier STVENANT que vous
avez créé contient (1) quelques programmes en f77
(directory prog), (2) quelques scripts shell pour lancer
le modèle (directory run), et (3) quelques scripts pour aider
à tracer les résultats avec Xmgrace (stockés dans
le dossier xmgr).
Travail
demandé:
1.Comprendre
la physique du problème et en particulier la modélisation
du chauffage dans un modèle de StVenant.
2.Spécifier
un chauffage réaliste lié à la température
des océans, étudier la réponse du modèle
à ce chauffage.
3.Spécifier
un chauffage réaliste lié à l'absorption des UV
solaires par l'Ozone stratosphérique.
4.Interpréter
les résultats en termes de conservation du moment angulaire.
Sujet 2
Mise en route de la circulation
générale de l'atmosphère dans un modèle de
prévision du climat
Résumé: La
prévision du temps à court terme ainsi que la
prévision de l'évolution future du
climat se font à l'aide de modèles de circulation générale
de l'atmosphère d'une très grande complexité. Ceux-ci
incluent la dynamique de l'atmosphère libre, son interaction avec la
couche limite près du sol, ainsi que les forçâges thermodynamiques
liés, entre autre, à l'absorption par les gaz à
effet de serre du rayonnement infrarouge émis
par la terre. Ce sont
ces chauffages qui mettent l'atmosphère en mouvement.
A l'aide de l'un des modèles les plus utilisé en France
pour prévoir le climat, nous proposons
d'étudier cette mise en route de l'atmosphère
en imposant un écoulement initial au repos
et en suivant son évolution sous l'influence des
chauffages sus-mentionnés. Nous proposons aussi d'étudier
les instabilités de ce mouvement, et d'analyser
comment ces instabilités transportent de la chaleur depuis les
régions équatoriales
vers les pôles. Nous proposons aussi d'analyser la
modification de ces réponses à une modification
du contenu de l'atmosphère en gaz à effet de serre.
Logiciel
concerné: Le modèle de Circulation
Général de l'Atmosphère
développé au LMD; Visualisation des
résultats à l'aide de Grads (pour l'installation sur les
PCs de l'école Polytechnique aller ici).
Telecharger LMDZ_TEST1.tar.gz (à l'ENS, télécharger LMDZ_TEST0.tar.gz)
Travail
demandé:
1.Comprendre les
principes généraux sous-jacent à la modélisation
de la Circulation Générale de l'Atmosphère.
2.Mettre en place une expérience
dans laquelle l'état initial de
l'atmosphère est au repos.
3.Interpréter la mise en route de
l'atmosphère en faisant des bilans de production de
vorticité par le
terme dit "barocline".
4.Décrire les mouvements
ondulatoires se produisant aux moyennes latitudes
lorsque les jets deviennent forts.
On analysera entre autre
l'équilibre géostrophique entre la pression et les vents dans ces
mouvements ondulatoires.
5.Analyser le transport de chaleur vers
les pôles par ces mouvements ondulatoires.