Etude Et Validation Des Couches Limites Atmosphérique Et Océanique PDF Download
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Author: Cécile Renaudie
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131544972
Category :
Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
Une bonne repr sentation des couches limites atmosph rique et oc anique, ainsi que des interactions entre celles-ci est essentielle la pr vision num rique du temps au dessus des oc ans. Dans le cadre de cette th se, deux mod les de pr vision sont utilis s: AROME pour l'atmosph re et HYCOM pour l'oc an. La sensibilit des deux mod les une variation de leurs param tres de surface a d'abord t investigu e. Ensuite, une bonne repr sentation de la couche de m lange oc anique n cessite la prise en compte de deux aspects: la param trisation et la discr tisation verticale. Concernant cette derni re, une m thode qui permet de modifier la discr tisation verticale de HYCOM chaque pas de temps afin de respecter la profondeur de la couche de m lange est valid e, et ce afin de pallier un probl me de r solution verticale lors de phases d'approfondissement de celle-ci. L'aspect physique est ensuite consid r travers l'analyse de donn es de deux campagnes de mesures en zone c ti re. Les observations sont utilis es pour d'une part valider les deux mod les de pr vision et d'autre part mettre en vidence les processus majeurs du m lange vertical oc anique.
Author: Cécile Renaudie
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131544972
Category :
Languages : fr
Pages : 192
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Une bonne repr sentation des couches limites atmosph rique et oc anique, ainsi que des interactions entre celles-ci est essentielle la pr vision num rique du temps au dessus des oc ans. Dans le cadre de cette th se, deux mod les de pr vision sont utilis s: AROME pour l'atmosph re et HYCOM pour l'oc an. La sensibilit des deux mod les une variation de leurs param tres de surface a d'abord t investigu e. Ensuite, une bonne repr sentation de la couche de m lange oc anique n cessite la prise en compte de deux aspects: la param trisation et la discr tisation verticale. Concernant cette derni re, une m thode qui permet de modifier la discr tisation verticale de HYCOM chaque pas de temps afin de respecter la profondeur de la couche de m lange est valid e, et ce afin de pallier un probl me de r solution verticale lors de phases d'approfondissement de celle-ci. L'aspect physique est ensuite consid r travers l'analyse de donn es de deux campagnes de mesures en zone c ti re. Les observations sont utilis es pour d'une part valider les deux mod les de pr vision et d'autre part mettre en vidence les processus majeurs du m lange vertical oc anique.
Author: Cécile Renaudie
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Languages : fr
Pages : 221
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Une bonne représentation des couches limites atmosphérique et océanique, ainsi que des interactions entre celles-ci est essentielle à la prévision numérique du temps au dessus des océans. Les modèles numériques actuels ont une résolution de plus en plus fine, et cherchent à reproduire le maximum de phénomènes à diverses échelles de temps et d'espace. Dans le cadre de cette thèse, nous utilisons AROME (Application de la Recherche à l'Operationnel à MésoEchelle), un modèle de prévision numérique du temps à mésoéchelle, ainsi qu'HYCOM (HYbrid Coordinate Ocean Model), un modèle de circulation générale océanique en coordonnées hybrides. Dans une première partie, après avoir décrit ces deux outils, ainsi que les manières de calculer les flux turbulents représentant les interactions entre l'océan et l'atmosphère, la sensibilité des deux modèles à une variation de leurs paramètres de surface respectifs a été investiguée, à travers l'étude d'un cas de stratocumulus marin pour AROME, et de l'identification des paramètres atmosphériques impactant la température, la salinité et l'évolution de la couche de mélange océanique pour HYCOM. Une bonne représentation de cette dernière nécessite la prise en compte de deux aspects : la paramétrisation et la discrétisation verticale. Concernant le deuxième aspect, nous avons mis en place, dans une deuxième partie, une méthode qui permet de modifier la discrétisation verticale de HYCOM à chaque pas de temps afin de respecter la profondeur de la couche de mélange, et ce afin de pallier un problème de résolution verticale lors de phases d'approfondissement de celle-ci. L'aspect physique de la représentation de la couche de mélange océanique est ensuite considéré dans une troisième partie. Des données de deux campagnes de mesures s'insérant dans le projet MOUTON (Modélisation Océanique d'Un Théâtre d'Opérations Navales), ont été collectées par le SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine) en mer d'Iroise en mai 2007 et août 2008. Celles-ci sont utilisées pour valider d'une part le schéma de mélange vertical océanique KPP (K Profile Parameterization) et d'autre part le modèle atmosphérique AROME.En effet, les prévisions de ce dernier sont comparées aux observations d'une bouée en 2007 (puisqu'aucune observation atmosphérique n'a été réalisée pendant cette campagne), et aux mesures des paramètres de surface ainsi qu'aux radiosondages réalisés en 2008. Les observations et prévisions d'AROME sont utilisés comme forçages d'HYCOM, et, finalement, le schéma de mélange vertical KPP permet de représenter correctement la réalité des observations océaniques.
Author: Dominique Lambert (auteur d'une thèse en géophysique)
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Languages : en
Pages : 238
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LE TRAVAIL PRESENTE EST CONSACRE A UNE ETUDE DE LA STRUCTURE MOYENNE ET TURBULENTE DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE AU DESSUS DE L'OCEAN, REALISEE A PARTIR DES DONNEES DE LA CAMPAGNE SEMAPHORE. LES OBJECTIFS DE CETTE EXPERIENCE, QUI S'EST DEROULEE A L'AUTOMNE 1993 DANS LA REGION DES ACORES, ETAIT D'ETUDIER LES INTERACTIONS ENTRE L'OCEAN ET L'ATMOSPHERE A PARTIR DE MESURES REALISEES DANS L'OCEAN, A SA SURFACE ET DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. CE TRAVAIL S'EST APPUYE PRINCIPALEMENT SUR LES DONNEES RECUEILLIES PAR DEUX AVIONS DE RECHERCHE INSTRUMENTES. LA VALIDATION DES DONNEES REALISEE EN COMPARANT ENTRE ELLES LES MESURES EFFECTUEES PAR PLUSIEURS PLATES-FORMES AINSI QU'UNE ESTIMATION DES ERREURS LORS DU CALCUL DES FLUX ONT PERMIS, TOUT D'ABORD, DE FIXER LES LIMITES DE L'ANALYSE PHYSIQUE. POUR REALISER CETTE ANALYSE, LA PERTINENCE DE LA NOTION DE COUCHE DE MELANGE, PERMETTANT DE DEFINIR LES ECHELLES CARACTERISTIQUES EN VUE DE LA PARAMETRISATION DE LA COUCHE LIMITE, A ETE MISE EN LUMIERE. L'ANALYSE STATISTIQUE DE LA STRUCTURE TURBULENTE DE LA COUCHE LIMITE A ENSUITE ETE REALISEE EN DETAILS. UNE ANISOTROPIE DES ECHELLES TURBULENTES LIEE A UN ETIREMENT DES STRUCTURES DANS L'AXE DU VENT MOYEN A ETE MISE EN EVIDENCE. LES CONSEQUENCES QUI EN DECOULENT ONT ETE ETUDIEES. LES PROFILS DES PRINCIPAUX PARAMETRES TURBULENTS ONT ETE ETABLIS EN UTILISANT LA NORMALISATION PAR LES ECHELLES CONVECTIVES. LES RESULTATS ONT ETE COMPARES A DES ETUDES PRECEDENTES EN COUCHE LIMITE CONVECTIVE. ENFIN, LA VARIABILITE DE L'ETAT DE COUPLAGE DE LA COUCHE NUAGEUSE AVEC LA COUCHE MELANGEE OBSERVEE AU COURS D'UNE JOURNEE A MOTIVE UNE ANALYSE LAGRANGIENNE DE LA COUCHE LIMITE A STRATOCUMULUS. CETTE ETUDE, REALISEE A PARTIR DES MESURES AEROPORTEES ET DU BATEAU ET CONFIRMEE PAR L'IMAGERIE SATELLITALE, A MONTRE QUE LES STRUCTURES NUAGEUSES SE DEPLACAIENT DANS LE FLUX MOYEN SANS DEFORMATION IMPORTANTE SUR UNE PERIODE DE L'ORDRE DE DEUX HEURES.
Author: Hervé Giordani
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Languages : fr
Pages : 243
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C'EST GRACE A L'IMPORTANT JEU DE DONNEES COLLECTEES AU COURS DE L'EXPERIENCE SEMAPHORE 1993 (EYMARD ET AL., 1996), QU'UN CYCLE D'ANALYSES - PREVISIONS A ETE MIS EN OEUVRE PENDANT LA PHASE 3 (42 JOURS) DE LA CAMPAGNE, AVEC LE SYSTEME D'ASSIMILATION ARPEGE DE METEO-FRANCE, ADAPTE AU SITE DE L'EXPERIENCE. CES RE-ANALYSES ATMOSPHERIQUES ET DE TEMPERATURE DE SURFACE (SST) ONT ETE REALISEES AVEC UNE VERSION ETIREE DU MODELE ARPEGE AUTORISANT UNE RESOLUTION D'ENVIRON 30KM SUR LE DOMAINE EXPERIMENTAL. LES CHAMPS OBTENUS ONT ETE COMPARES A DES DONNEES NON INCLUSES DANS LA RE-ANALYSE. CEUX-CI RESTITUENT CORRECTEMENT LE MEANDRE DU FRONT OCEANIQUE DES ACORES AINSI QUE LES STRUCTURES ATMOSPHERIQUES OBSERVEES PAR LES AVIONS ET NOTAMMENT LES FORTES INVERSIONS SURMONTANT LA COUCHE LIMITE. GRACE A UNE SST REALISTE, LES FLUX TURBULENTS DE SURFACE PREVUS PAR LE MODELE ARPEGE SE COMPARENT BIEN AUX FLUX DEDUITS PAR METHODE INERTIO-DISSIPATIVE (DUPUIS ET AL., 1996) TOUT AU LONG DE LA PERIODE RE-ANALYSEE. PAR CONTRE LES FLUX SOLAIRE ET INFRA-ROUGE EN SURFACE PRESENTENT D'IMPORTANTS BIAIS PAR RAPPORT AUX DONNEES DU BATEAU : ILS SONT DUS A L'INCAPACITE DU MODELE A PREVOIR CORRECTEMENT LES NUAGES DE COUCHE LIMITE. EN RAISON DES CONDITIONS ANTICYCLONIQUES PRESENTES AU COURS DES 11, 12 ET 13 NOVEMBRE 1993, CES TROIS JOURNEES ONT ETE RETENUES POUR L'ETUDE DE LA STRUCTURE DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE MARINE (CLAM). LES OBSERVATIONS AEROPORTEES AINSI QUE LES SIMULATIONS ARPEGE, ONT MIT EN EVIDENCE LA PRESENCE D'UN FRONT THERMIQUE ATMOSPHERIQUE FORTEMENT NON STATIONNAIRE DANS LA CLAM, A TRAVERS LEQUEL LA VITESSE DU VENT VARIE SYSTEMATIQUEMENT. EN RAISON DU CARACTERE FORTEMENT AGEOSTROPHIQUE DU VENT, L'ETUDE DE L'ECOULEMENT EST ABORDEE A L'AIDE DES EQUATIONS DE SAWYER - ELIASSEN (1963) ET DE L'EQUATION AUX VITESSES VERTICALES QUI EN DECOULE (HOSKINS, 1978). CETTE APPROCHE, UTILISEE DANS LES ETUDES DE FRONTOGENESE (KEYSER ET PECNICK, 1986), PERMET D'IDENTIFIER LES PROCESSUS PHYSIQUES PRODUCTEURS D'AGEOSTROPHISME ET, DE MIEUX COMPRENDRE LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT. CES PROCESSUS ONT D'ABORD ETE PARTIELLEMENT DIAGNOSTIQUES SUR LES PREVISIONS ARPEGE, PUIS PRECISES AVEC UNE SIMULATION A MAILLE PLUS FINE (5KM) REALISEE AVEC LE MODELE NON-HYDROSTATIQUE MESO-NH DU CNRM ET DU LA POUR LA JOURNEE DU 12 NOVEMBRE. CETTE SIMULATION A ETE INITIALISEE ET FORCEE AUX FRONTIERES LATERALES PAR LES RE-ANALYSES ARPEGE. L'ANALYSE DE CES SIMULATIONS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE DEUX RESULTATS IMPORTANTS QUI PERMETTENT D'EXPLIQUER LA STRUCTURE DU VENT AU DESSUS D'UN FRONT OCEANIQUE EN CONDITIONS REELLES : _ ENTRE LA SURFACE ET 200M D'ALTITUDE, LE BILAN DES FORCAGES THERMIQUE ET DYNAMIQUE EST FORTEMENT COUPLE AU FORCAGE PAR LES FLUX TURBULENTS DE CHALEUR. DANS CETTE TRANCHE ATMOSPHERIQUE, LA CORRELATION ENTRE CES DEUX CONTRAINTES EST FORTEMENT NEGATIVE, ET SUGGERE QUE LA CIRCULATION AGEOSTROPHIQUE ET LES FLUX TURBULENTS DE CHALEUR S'AJUSTENT MUTUELLEMENT DE FACON A S'EQUILIBRER, ET VERIFIENT DE CE FAIT LE PRINCIPE D'INDUCTION PAR ANALOGIE A L'ELECTROMAGNETISME (LOI DE LENZ) ET PLUS GENERALEMENT, LE PRINCIPE DE LE CHATELIER EN PHYSIQUE. ON PEUT ASSIMILER CE DOMAINE A UNE COUCHE LIMITE INTERNE POUR LA DYNAMIQUE. _ DES CIRCULATIONS CELLULAIRES AGEOSTROPHIQUES APPARAISSENT ET CELLES-CI SONT PRINCIPALEMENT GENEREES PAR LE FORCAGE THERMIQUE CINEMATIQUE. TOUTEFOIS ELLES SONT DIFFICILEMENT IDENTIFIABLES CAR ELLES SONT NOYEES DANS UN ECOULEMENT SYNOPTIQUE MARQUE, CE QUI EST CONFIRME PAR LES OBSERVATIONS AEROPORTEES.
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Category : Atmosphere
Languages : en
Pages : 876
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Author: Hélène Barral
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Languages : en
Pages : 0
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La surface enneigée du continent Antarctique, sauf pour quelques heures les après-midi d'été, se refroidit constamment radiativement. Il en résulte une stratification stable persistante de la couche limite atmosphérique qui alimente un écoulement catabatique le long des pentes qui descendent du plateau vers l'océan. Les inversions de températures et les vitesses de vents associées sont extrêmes l'hiver où une inversion moyenne de 25°C sur le plateau et des vitesses dépassant les 200 km/h sur la côte sont régulièrement observées. L'été, les inversions restent très marquées la nuit, mais le réchauffement de la surface par le soleil conduit au développement de couches convectives l'après midi. Des replats et des pentes immenses et vides, inlassablement recouverts de neige : l'Antarctique est un laboratoire unique pour étudier les transitions entre les régimes turbulents, et surtout la turbulence dans les couches limites stables et catabatiques. Des processus délicats à étudier, puisque très sensibles aux hétérogénéités de la surface. Ce travail de thèse documente trois cas d'école estivaux typiques : le cycle diurne sur le plateau Antarctique, la génération d'un écoulement catabatique local, et la couche limite soumise à un forçage catabatique. Ces trois situations ont été explorées avec des observations in-situ. Pour deux d'entre elles, les observations ont nourri et ont été complétées par des simulations avec le modèle atmosphérique Méso-NH. Le premier cas s'intéresse au cycle diurne au Dôme~C. Le Dôme~C, sur le plateau Antarctique est une zone plate et homogène éloignée des perturbations océaniques. Depuis quelques années, une tour de 45 m échantillonne la couche limite. L'été, un cycle diurne marqué est observé en température et en vent avec un jet de basse couche surgéostrophique la nuit. Une période de deux jours, représentative du reste de l'été, a été sélectionnée, pour la construction du cas d'intercomparaison GABLS4, préparé en collaboration avec Météo-France. Les simulations uni-colonnes menées avec le modèle Méso-NH ont montré la nécessité d'adapter le schéma de turbulence afin qu'il puisse reproduire à la fois les inversions de température et l'intensité de la turbulence mesurées. Le deuxième cas d'école examine un écoulement catabatique généré localement, au coucher du soleil, observé sur une pente de 600 par 300 m en Terre Adélie. Certaines caractéristiques de la turbulence, en particulier l'anisotropie, ont été explorées à l'aide de simulations à fine échelle (LES). Le troisième cas s'intéresse à la couche limite mélangée typique des zones côtières soumises à un vent intense. Ce vent d'origine catabatique, a dévalé les 1000 km de pente en amont. En remobilisant la neige, il interagit avec le mélange turbulent. Le travail s'est intéressé dans ce troisième cas à l'impact du transport de neige sur l'humidité de l'air et au calcul des flux turbulents à partir des profils de température, vent et humidité.
Author: Anne Réchou
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Languages : fr
Pages : 183
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UNE ANALYSE DE LA STRUCTURE DE LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE AU-DESSUS DE L'OCEAN A ETE REALISEE A PARTIR DES MESURES AEROPORTEES EFFECTUEES PENDANT L'EXPERIENCE SOFIA, DANS LA REGION DES ACORES, EN 1992. LES CONDITIONS GENERALES DE L'EXPERIENCE ETAIENT CARACTERISEES PAR DES SITUATIONS METEOROLOGIQUES ANTICYCLONIQUES, AVEC DES VENTS FAIBLES, DES FLUX DE SURFACE FAIBLES, DONC UNE INSTABILITE TRES MODEREE. LA COUCHE LIMITE ETAIT SURMONTEE DE STRATOCUMULUS NON HOMOGENES, CONSTITUANT UNE COUCHE NUAGEUSE NON COUPLEE AVEC LA COUCHE DE MELANGE DIRIGEE PAR LES FLUX DE SURFACE. L'ETUDE DES PRINCIPAUX MOMENTS TURBULENTS MONTRE QUE, MALGRE UNE FLOTTABILITE A LA SURFACE FAIBLE, LA COUCHE DE MELANGE SE COMPORTE COMME UNE COUCHE LIMITE CONTINENTALE CONVECTIVE, MAIS SANS ENTRAINEMENT IMPORTANT AU SOMMET. UNE TECHNIQUE D'ECHANTILLONNAGE CONDITIONNEL, APPLIQUEE AUX SIGNAUX TURBULENTS, A PERMIS DE CARACTERISER LES DIFFERENTES PARTICULES QUI COMPOSENT LE CHAMP TURBULENT DANS LA COUCHE LIMITE. CES PARTICULES ONT ETE DECRITES PAR LA SURFACE QU'ELLES OCCUPENT ET PAR LES QUANTITES QU'ELLES TRANSFERENT. L'ANALYSE SPECTRALE DES SIGNAUX A PERMIS D'ANALYSER LES DIFFERENTES ECHELLES DE MOUVEMENT, ET DE QUANTIFIER LEUR IMPORTANCE RESPECTIVE DANS LES TRANSFERTS TURBULENTS. ENFIN, LES DONNEES OBTENUES SUR UNE SITUATION PARTICULIERE DE L'EXPERIENCE ONT PU ETRE COMPAREES AUX SORTIES D'UN MODELE DE TYPE LARGE EDDY SIMULATION
Author: Frédérique Said
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ISBN:
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Languages : fr
Pages : 250
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Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE EST UNE ETUDE EXPERIMENTALE DES TRANSFERTS TURBULENTS DE CHALEUR, HUMIDITE ET QUANTITE DE MOUVEMENT DANS LA COUCHE LIMITE MARINE. LA PHASE EXPERIMENTALE (EXPERIENCE TOSCANE-T) S'EST DEROULEE EN MARS 1985, AU LARGE DE LA BAIE D'AUDIERNE (FINISTERE). LE PRINCIPAL VECTEUR UTILISE POUR LE TRAVAIL PRESENTE EST UN AVION INSTRUMENTE POUR LA PHYSIQUE DE L'ATMOSPHERE. CE MOYEN A PERMIS DE DETERMINER UNE TOPOGRAPHIE DES CARACTERISTIQUES TURBULENTES, SUR UNE ECHELLE HORIZONTALE DE L'ORDRE DE 50KM SUR 50KM, ET DE CALCULER LES FLUX PAR LA METHODE DES CORRELATIONS. LES CONDITIONS EXPERIMENTALES RENCONTREES CORRESPONDENT A DES VENTS COMPRIS ENRE 3 ET 12 METRES PAR SECONDE ET A DES CONDITIONS D'INSTABILITE CARACTERISEES PAR DES LONGUEURS DE MONIN OBUKHOV NEGATIVES COMPRISES ENTRE 50 ET 300 METRES. LA STRUCTURE TURBULENTE DE LA COUCHE LIMITE MARINE EST PRESENTEE DANS LE CADRE DE LA THEORIE DE SIMILITUDE. LES RESULTATS OBTENUS SONT EN ACCORD AVEC LES DONNEES ACQUISES EN COUCHE LIMITE DYNAMIQUE, MARINE OU CONTINENTALE. ILS SONT EGALEMENT COMPARES AUX CARACTERISTIQUES TURBULENTES DES COUCHES LIMITES CONVECTIVES. LA FINALISATION DE CETTE ETUDE EST RESUMEE AU MOYEN D'UNE PARAMETRISATION DES FLUX DE SURFACE. CELLE-CI EST UTILISABLE DANS LES MODELES DE GRANDE ECHELLE ET CONSISTE A CALCULER LES COEFFICIENTS AERODYNAMIQUES. DANS LES CONDITIONS EXPERIMENTALES DE L'ETUDE LES VALEURS OBTENUES SONT LES SUIVANTES: 1.8 10**(-3) POUR LA QUANTITE DE MOUVEMENT (CD::(10)); 1.5 10**(-3) POUR LA CHALEUR SENSIBLE (CT::(10)); ET 1.5 10**(-3) POUR LA CHALEUR LATENTE (CQ::(10)); CES COEFFICIENTS SONT INDEPENDANTS DE L'ECHELLE D'INTEGRATION SPATIALE A LAQUELLE ILS ONT ETE DETERMINES (DE 5 KM SUR 5 KM A 50 KM SUR 50 KM).
Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
Author: GEORGES.. DESBRAUX
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 120
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Book Description
L'OBJET DE CE TRAVAIL DE THESE A ETE D'APPORTER UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA TURBULENCE DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. IL A AINSI ETE EFFECTUE UNE ANALYSE STATISTIQUE DE DIFFERENTS PARAMETRES DE L'ECOULEMENT TURBULENT (SPECTRES, TAUX ET ECHELLES DE DISSIPATION, PROFILS DE FLUX, ...) A PARTIR DES SONDAGES ACOUSTIQUES OBTENUS DURANT L'EXPERIENCE COAST 83. CETTE ETUDE A PERMIS DE CARACTERISER LES DENSITES SPECTRALES DES FLUCTUATIONS DE LA VITESSE DE L'ECOULEMENT ATMOSPHERIQUE DANS DES CONDITIONS FAIBLEMENT CONVECTIVES ET STABLES. IL A ETE MONTRE QUE LA SIMILITUDE PHYSIQUE ETABLIE DANS LA COUCHE DE SURFACE STABLE POUVAIT SE GENERALISER A L'ENSEMBLE DE LA COUCHE LIMITE STABLE. ENFIN, IL A ETE PROPOSE UNE PARAMETRISATION DES ECHELLES DE DISSIPATION EN FONCTION DE L'INDICE DE STABILITE, ET DES ETUDES DE CAS ONT MIS EN EVIDENCE UN ACCROISSEMENT SIGNIFICATIF DU TAUX DE DISSIPATION AVEC LA PROPAGATION D'ONDES DE GRAVITE
