BEN_JELLOUL

Mahdi Ben Jelloul

Tourbillons et fronts dans l'océan et l'atmosphère : dynamique, stabilité
et interactions avec les ondes d'inertie-gravité.
 
 le Mardi 9 janvier à 14h   à l'École Normale Supérieure,
24 Rue Lhomond 75005 Paris, Département Terre-Atmosphère-Océan, salle 316
devant le jury composé de
 
 B.-L. Hua,
 M.-P. Lelong (rapportrice),
 X. Carton,
 T. Dauxois (rapporteur),
 J. Sommeria,
 V. Zeitlin (Directeur de thèse).
 
Résumé:
 
L'océan et l'atmosphère présentent plusieurs échelles spatiales et
temporelles. Mon travail de thèse traite des écoulements de grande échelle
présentant de fortes déviations des isopycnes (fronts).
 
Dans un première partie, la composante rapide constituées d'ondes
d'inertie-gravité est filtrée et seule la composante vorticale est étudiée.
Les valeurs des paramètres adimensionnés géophysiques (nombres de Rossby
Ro, de Burger Bu), révèlent que nombre de tourbillons océaniques observés
correspondent aux régimes géostrophiques de grande échelle (Ro et Bu
faibles) frontal géostrophique (FG) et intermédiare géostrophique (IG).
Nous dérivons les critères de stabilité linéaire et non-linéaire (FG) pour
des tourbillons isolés sur le plan f. Sur le plan bêta, un critère
suffisant de stabilité est dérivé pour les solutions anticycloniques assez
étendues (IG). Dans le cas FG, la prévention du déferlement (effet bêta
non-linéaire) est numériquement simulé. Outre une dérive vers l'ouest, les
tourbillons présentent, contrairement au cas quasi-géostrophique, une
dérive secondaire vers le nord, indépendante de leur signe.
 
Dans une seconde partie, l´évolution conjointe des composantes ondulatoires
et vorticale est traitée. Dans les cas frontaux géostrophiques barotrope et
continûment startifié, une équation
d'amplitude pour les ondes quasi-inertielles similaire à une équation de
Schrödinger est obtenue tandis que la dynamique vorticale est autonome. Le
spectre d'ondes se compose d'un continuum supra-inertiel et de modes
discrets sub-inertiels piégés dans les zones de vorticité négative. Des
résultats similaires sont obtenus pour des écoulements frontaux à fort
nombre de Rossby mais présentant une disparité d´échelles horizontales
(semi-géostrophique). La rétroaction des ondes
 sur l'écoulemnt vortical est également calculée.
 
Les implications sur le transport de traceurs, ainsi que la frontogenèse
(singularités) sont discutées.