Description

Les medicanes sont des tempêtes méditerranéennes ayant des propriétés proches de celles des cyclones tropicaux et de dépression frontale. Bien que plus petits que les cyclones tropicaux, ces systèmes, qui se produisent 1 à 3 fois par an, conduisent à des vents forts, des pluies intenses et parfois à des crues soudaines et phénomènes de submersion. Les processus de très fine échelle dans l’atmosphère et à la surface de la mer Méditerranée jouant sur les medicanes sont encore peu connus. En particulier, des études récentes à partir de modèles de recherche couplés à résolution kilométrique montrent un impact du couplage air-mer similaires aux cas de cyclones tropicaux. Pour mieux comprendre et étudier ces processus, une utilisation des récents développements de modélisation couplée dans le cadre du projet transverse AROBASE (Application de la Recherche à l’Opérationnel pour l'assemBlage d'AROME avec des Systèmes Environnementaux) du CNRM est ici proposée.
Le travail de thèse proposé conduira à mettre en place une configuration du système AROBASE (couplages des modèles d’atmosphère AROME, d’océan NEMO et de vagues MFWAM) pour une étude du medicane Ianos, survenu en Méditerranée Centrale mi-septembre 2020. Une première configuration de référence à résolution kilométrique permettra d’évaluer la représentation du phénomène à l’échelle kilométrique et les interactions entre les deux couches limites. Dans une deuxième étape, le système AROBASE sera passé à une plus haute résolution horizontale (750 m ou moins) et un raffinement de la grille verticale (avec un premier niveau à une hauteur de seulement 2.5 m) pour l’atmosphère pour évaluer en couplé les gains apportés. La thèse étudiera la représentation physique des processus de très fine échelle : flux turbulents de surface dont évaporation et aspects turbulence dans la couche limite liés aux vents forts ou précipitations intenses associés au medicane. En particulier, les hypothèses pour le calcul des flux turbulents qui pourront être revus par les résultats obtenus pendant la thèse.
Au cours de la thèse, les résultats des simulations seront comparés aux observations disponibles et analysés au travers de la mise au point de bilans. L’utilisation d’une simulation à très haute résolution atmosphérique dite Large Eddy Simulation (LES) couplée océan-atmosphère actuellement réalisée au LAERO sur ce même cas de medicane permettra de valider la modélisation AROBASE mise en œuvre au cours de la thèse. Plus largement, ces travaux seront partagés avec une communauté nationale et internationale travaillant sur les cyclones méditerranéens.

Compétences requises

- Master en sciences de l’atmosphère, océanographie physique ou équivalent, avec idéalement une expérience préalable en modélisation - Intérêt pour l’analyse de processus physiques complexes et pour leurs représentations numériques - Capacité à travailler en équipe - Bonne communication écrite et orale, y compris en anglais - Curiosité intellectuelle, rigueur et autonomie

Bibliographie

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Mots clés

medicane, processus, modélisation couplée à haute-résolution, échanges air-mer, turbulence