Tempêtes en aval des montagnes, effet de Foehn et ondes de sillage

UPMC­ENS­ENSTA­X ,
STAGE DE RECHERCHE de MASTER 2èME ANNEE
Master « Océan, Atmosphère, Climat, Observations Spatiales »
Année Universitaire 2015­2016
LABORATOIRE
Laboratoire de Météorologie Dynamique
TITRE DU SUJET DE STAGE:
Tempêtes en aval des montagnes, effet de Foehn et ondes de sillage
COORDONNEES DU RESPONSABLE:
Nom – Prénom: Lott François
Grade:DR2
Adresse:Laboratoire de Météorologie Dynamique, Ecole Normale supérieure, 24 rue Lhomond, 75231 Paris Cedex
Téléphone : 01 44 32 27 51
E­mail :[email protected]
Téléphone du secrétariat : Fax :0143368392 NATURE DU SUJET :
Théorie Un peu
Modélisation num. Un peu
Expérimentation
Pas du tout
Analyse de données Plus tard ?
Instrumentation
Pas du tout
POURSUITE :
Ce stage peut­il donner lieu à un sujet de thèse? Oui
Noter que le stage de M2 peut être totalement indépendant du sujet de thèse.
SUJET:
Une théorie développée récemment au LMD propose une nouvelle interprétation pour l'apparition des vents très violents qui se produisent parfois en aval des montagnes (Lott 2015). Dans cette théorie, l'effet de Foehn, c'est à dire un vent très chaud atteignant le pied de la montagne, se produit aussi naturellement (voir la Figure). En fait ces effets très marqués résultent d'une singularité de la dynamique des ondes de montagne, singularité localisé très près sous le sol. Cette singularité, qu'on appelle aussi niveau critique, avait été soigneusement évité dans les théories traditionnelles des écoulements de montagnes, elle joue un rôle centrale dans la théorie que nous étudierons.
UPMC­ENS­ENSTA­X ,
Figure: L'effet de Foehn se manifeste par la forte descente des surfaces isentropes le long de la pente en aval. Le vent le long de cette pente est aussi tres fort : Sa valeur prêt du sol est proche des valeurs du vent dans la troposhère libre (autour de 2km).
Cette théorie peut facilement être adaptée pour étudier les ondes de montagne susceptibles de se propager vers la stratosphère, et en particulier les situation ou se produisent des excitations résonantes de ces ondes. Ce sera le sujet de ce stage, il nécessite la prise en main d'un modèle léger d'un point de vue numérique. La complexité réside dans les aspects analytiques du modèle. Alternativement, ou en complément, l'étudiant pourra étudier si la théorie reste valide dès lors qu'on inclus des termes nonlinéaires qu'elle néglige. Ce travail de stage pourra donner lieu à une continuation en thèse, et sur le sujet de l'impact des montagnes sur le climat. Cette thématique sera abordé via des outils théoriques, numériques, mais pourra aussi donner lieu à l'exploitation des données de la campagne DeepWave (Smith et al. 2015), relative à l'étude des ondes de montagnes produites par la Nouvelle­Zélande.
Références
F. Lott, 2015: A new theory for downslope windstorms and trapped mountain waves,
Submitted to the Journal of the Atmospheric Sciences.
Fritts, D., R. Smith, and co-authors,, 2015: The Deep Propagating Gravity Wave Experiment
(DEEPWAVE): An Airborne and Ground-Based Exploration of Gravity Wave Propagation
and Effects from their Sources throughout the Lower and Middle Atmosphere. Bull. Amer.
Meteor. Soc. doi:10.1175/BAMS-D-1400269.1, in press.