Simulation du climat en Méditerranée dans un modèle couplé régional PDF Download
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Author: Alberto Casado Lopez
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Category :
Languages : fr
Pages : 234
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Book Description
L’objet de cette thèse est l’étude du climat de la région Méditerranéenne à l’aide d’un modèle climatique. La présence de la Mer ainsi que la forte orographie qui modulent le climat régional vers les petites-échelles rend nécessaire l’utilisation d’un modèle couplé et régional. Le modèle LMDZ-Med/NEMO MED8 provient du couplage du modèle régional atmosphérique LMDZ-Med et du modèle régional océanique NEMO MED8. Ce modèle permet de réaliser une simulation de 44 ans dans la période 1958-2001 à l’échelle journalière. On performe un downscaling des données ERA40 à l’aide de LMDZ-Med/NEMO MED8. Dans une première partie, on valide le modèle par rapport aux observations, et notamment à MEDATLAS, une compilation climatologique basée sur les observations. Les résultats montrent l’accord du modèle avec MEDATLAS pour les variables de surface, ainsi que la formation d’eau profonde dans les bassins principaux. La convection profonde dans le Golfe du Lion est étudiée. Les étapes du processus ainsi que les différentes causes sont mises en avant. La chronologie est en accord avec les études menées. Le modèle permet de suivre les événements météorologiques, en particulier la tempête du 11 février 1999 et son effet dans l approfondissement de la couche de mélange océanique. La rétroaction de la SST sur le flux de chaleur est étudiée en appliquant la méthode de Frankignoul [2002] pour la première fois dans la Méditerranée. Le coefficient de rétroaction est négatif et montre des caractéristiques liées à la dynamique du climat sur ces régions. La Méditerranée apparaît comme une zone propice à l interaction océan-atmosphère.
Author: Alberto Casado Lopez
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Languages : fr
Pages : 234
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Book Description
L’objet de cette thèse est l’étude du climat de la région Méditerranéenne à l’aide d’un modèle climatique. La présence de la Mer ainsi que la forte orographie qui modulent le climat régional vers les petites-échelles rend nécessaire l’utilisation d’un modèle couplé et régional. Le modèle LMDZ-Med/NEMO MED8 provient du couplage du modèle régional atmosphérique LMDZ-Med et du modèle régional océanique NEMO MED8. Ce modèle permet de réaliser une simulation de 44 ans dans la période 1958-2001 à l’échelle journalière. On performe un downscaling des données ERA40 à l’aide de LMDZ-Med/NEMO MED8. Dans une première partie, on valide le modèle par rapport aux observations, et notamment à MEDATLAS, une compilation climatologique basée sur les observations. Les résultats montrent l’accord du modèle avec MEDATLAS pour les variables de surface, ainsi que la formation d’eau profonde dans les bassins principaux. La convection profonde dans le Golfe du Lion est étudiée. Les étapes du processus ainsi que les différentes causes sont mises en avant. La chronologie est en accord avec les études menées. Le modèle permet de suivre les événements météorologiques, en particulier la tempête du 11 février 1999 et son effet dans l approfondissement de la couche de mélange océanique. La rétroaction de la SST sur le flux de chaleur est étudiée en appliquant la méthode de Frankignoul [2002] pour la première fois dans la Méditerranée. Le coefficient de rétroaction est négatif et montre des caractéristiques liées à la dynamique du climat sur ces régions. La Méditerranée apparaît comme une zone propice à l interaction océan-atmosphère.
Author: Nicolas Jourdain
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 167
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Book Description
Dans le cadre du réchauffement climatique, la prédiction de la hausse du niveau des mers est un défit majeur. La contribution du bilan de masse de surface de l'Antarctique constituerait la seule contribution négative à la hausse du niveau des mers. D'un autre côté, la dynamique de la calotte pourrait réagir de façon non linéaire au changement climatique, et entrainer une accélération et un amincissement de certains glaciers (Meehl et al. 2007). Pour ces deux raisons, il convient de connaître précisément le climat de l'Antarctique. Les Modèles de climat globaux reproduisent mal certain aspects du climat Antarctique : les précipitations sont surestimées à cause de la topographie côtière trop lisse ; le bilan d'énergie en surface est mal représenté car les processus physiques impliquant la neige sont représentés de façon trop grossière. C'est pourquoi nous nous intéressons à la modélisation régionale, qui offre une meilleure résolution et une meilleure représentation des processus physiques. Le climat de l'Antarctique implique la glace de mer, dont l'extension modifie par exemple l'humidité diponible pour l'atmosphère. Mais l'ensemble de l'océan joue également un rôle, car la formation d'eau dense près des côtes engendre des échanges relativement rapides entre la surface et l'océan profond. C'est pourquoi nous avons choisi de créer un modèle régional couplé atmosphère - glace de mer - océan. Le but de cette thèse est uniquement de développer et d'évaluer un tel modèle. Pour l'atmosphère, nous utilisons le Modèle Atmosphérique Régional (MAR, Gallee et al. 2005). Ce modèle a été spécialement développé pour les régions polaires. Il se distingue des autres modèles climatiques régionaux par sa représentation élaborée de la neige, et par une représentation interactive de la neige soufflée par le vent. Pour l'océan et la glace de mer, nous utilisons NEMO (Nucleus for European Modeling of the Ocean), constitué de OPA-9 (Océan PArallélisé, Madec 2007) et de LIM-2 (Louvain Ice Model, Fichefet 1997). Le modèle d'océan utilise une paramétrisation élaborée de la diffusion turbulente le long des isopycnes et de la diffusion verticale. Le modèle de glace de mer utilise un modèle thermodynamique à trois couches, des équations dynamiques basées sur la rhéologie visco-plastique. Enfin, MAR et NEMO sont couplés grâce au logiciel OASIS-3 (Valcke et al. 2003). Le modèle résultant est appelé TANGO, pour Triade Atmosphère-Neige, Glace de mer, Océan. Avant d'analyser des simulations de TANGO, il convient de connaître précisément le comportement de chacun des modèles lorsqu'ils sont forcés par des données. Dans un premier temps, nous testons la sensibilité de MAR à la représentation de la rugosité orographique. En simulant un cas de la littérature, nous montrons que MAR est capable de simuler des cyclones de méso-échelle ; nous montrons ensuite que le rôle des vents catabatiques côtiers dans la cyclogenèse est faible devant le rôle de l'écoulement synoptique, contrairement à ce que conjecturaient les travaux précédents. Comme les vents catabatiques côtiers dépendent fortement de la rugosité orographique des Montagnes Transantarctiques, les polynies de TANGO pourraient en dépendre ; c'est pourquoi nous avons réglé ce paramètre de façon à avoir des vents côtiers en accord avec les relevés des stations météorologiques. Enfin, nous montrons que la fraction de glace de mer a peu d'influence sur la circulation atmosphérique, probablement parce que notre méthode ne modifie pas la position des fronts de glace. Estimer l'apport du couplage s'avère compliqué, car une partie du comportement de TANGO vient effectivement des rétroactions physiques permises par le couplage, mais une autre partie vient du changement de "forçages". En effet, MAR voit habituellement la glace de mer se SSM/I, et NEMO voit habituellement des champs atmosphériques issus des réanalyses ERA-40 ; dans TANGO, MAR voit donc les défauts de NEMO, et inversement. Pour évaluer la capacité de TANGO à représenter des rétroactions physiques, nous avons donc réalisé un jeu de simulations dans lequel MAR est forcé par les champs de surface de NEMO, et NEMO est forcé par les champs de surface de MAR. Les comparaisons entre ces simulations et les simulations couplées montrent que la couverture de glace de mer de TANGO diffère de celle de NEMO forcé par MAR, ce qui prouve que des rétroactions sont représentées. Dans le détail, nous identifions également une rétroaction impliquant la glace produite dans une polynie à l'automne, et une rétroaction impliquant les précipitations et la température de surface de l'océan. Finalement, l'ensemble des évaluations de MAR sur l'océan ont permis des améliorations très récentes de MAR : H. Gallée a ainsi amélioré la prise en compte des nuages aux frontières, et les flocons de neige ont été introduits dans le schéma radiatif de façon à mieux simuler les températures de la couche limite sur la calotte. Ceci améliore également le comportement de TANGO. Cette étude souligne également l'importance du couplage, puisque la solution couplée diffère de la solution forcée, toutes paramétrisations étant égales. Nous concluons donc qu'il est nécessaire de poursuivre l'utilisation de TANGO. Ces travaux ouvrent d'abord des perspectives à court terme, puisqu'il faudra analyser le détail des rétroactions mises en \oe uvre de façon à tenter de mieux comprendre le climat de l'Antarctique. Ensuite, TANGO pourra \^etre utilisé à petite échelle et haute résolution pour l'analyse des polynies et des formations des masses d'eau dense impliquées dans les circulations océaniques profondes. Une autre possibilité sera d'utiliser TANGO à l'échelle de la calotte, de façon à travailler sur la régionalisation du changement climatique en Antarctique. Enfin, à plus long terme, il sera nécessaire de travailler sur le représentation des cavités sous les plate-formes glaciaires dans TANGO.
Author: Gilles Garric
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Category :
Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
LES REGIONS POLAIRES REPRESENTENT LES PRINCIPAUX PUITS D'ENERGIE DE LA PLANETE ET MAINTIENNENT LE GRADIENT THERMIQUE ENTRE L'EQUATEUR ET LES POLES RESPONSABLE DE LA CIRCULATION GENERALE DE L'ATMOSPHERE ET DE L'OCEAN. LES REGIONS COUVERTES DE GLACE, JOUENT, DE PLUS, UN ROLE CRUCIAL DANS L'EQUILIBRE ENERGETIQUE ET MASSIQUE DE LA PLANETE. LES SIMULATIONS CLIMATIQUES UTILISANT DES MODELES DE CIRCULATION GENERALE (MCG) DOIVENT DONC REPRESENTER CES REGIONS DE MANIERE ADEQUATE POUR ETUDIER FIDELEMENT LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES D'ORIGINE ANTHROPIQUE. LA LITTERATURE PRESENTE PEU D'ETUDES DETAILLEES DE LA SIMULATION CLIMATIQUE DES REGIONS POLAIRES ET DE LEURS INTERACTIONS AVEC L'ATMOSPHERE. LE TRAVAIL DANS CETTE THESE CONSISTE A DEVELOPPER UN MODELE COUPLE A PARTIR D'UN MCG ATMOSPHERIQUE (MCGA) ET D'UN MODELE DE BANQUISE-OCEAN SUPERFICIEL. LE CYCLE SAISONNIER D'UNE EXPERIENCE MENEE AVEC CE NOUVEAU MODELE COUPLE EST ANALYSE. LE MCGA EST TOUT D'ABORD ETUDIE DANS SA VERSION DECOUPLEE ET UNE ANALYSE DETAILLEE DES REGIONS POLAIRES EST EFFECTUEE. UNE EXPERIENCE MENEE AVEC LE MODELE DE BANQUISE-OCEAN SUPERFICIEL FORCE PAR LES CONDITIONS ATMOSPHERIQUES DU MCGA SIMULE UN FAIBLE VOLUME DE GLACE DE MER, UNE INSUFFISANTE ETENDUE DE BANQUISE ET UNE GLACE TROP COMPACTE. COMPAREE A CETTE DERNIERE, UNE EXPERIENCE COUPLEE MENEE SUR 5 ANS PRODUIT DES TEMPERATURES PLUS REALISTES, UN VOLUME DE GLACE PLUS IMPORTANT ET UNE COUVERTURE DE BANQUISE PLUS ETENDUE. LE MODELE COUPLE SIMULE TOUTEFOIS UNE BANQUISE TROP COMPACTE. LES TAUX DE PRODUCTION DE GLACE SONT ANALYSES DANS LES DEUX SIMULATIONS
Author: Robin Waldman
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 231
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Book Description
La Méditerranée Nord-Occidentale, ou bassin Liguro-Provençal, est l'un des rares sièges de la convection océanique profonde. Ce phénomène localisé et intermittent est l'un des principaux modes d'interaction de l'océan profond avec le système climatique. Il est d'une importance primordiale pour la redistribution verticale de chaleur, de dioxyde de carbone et d'éléments biogéochimiques par l'océan, et donc pour le climat et la biologie marine. Le travail de thèse s'inscrit dans le cadre du programme HyMeX, il vise à caractériser le phénomène de convection dans le bassin Liguro-Provençal à partir du cas d'étude de l'année 2012-2013 et à comprendre le rôle de la dynamique de méso-échelle et de la variabilité intrinsèque océanique qui en résulte sur la convection. Le travail de thèse a tout d'abord porté sur la caractérisation du phénomène de convection océanique profonde à partir des observations du cas d'étude 2012-2013. On a estimé le taux de convection hivernale et de restratification printanière et une Expérience de Simulation d'un Système d'Observations (OSSE) a été développée pour estimer l'erreur d'observation associée. On conclut à la validité des observations du réseau MOOSE pour estimer les taux de convection et de restratification sur la période 2012-2013. On caractérise la période comme exceptionnellement convective avec un taux de convection hivernal de 2.3±0.5Sv (1Sv=106m3/s) et on estime pour la première fois un taux de restratification printanière de 0.8±0.4Sv. Deux approches numériques novatrices ont été développées au cours de la thèse pour caractériser le rôle de la méso-échelle et de la variabilité intrinsèque océanique sur le phénomène de convection. On a implémenté l'outil de raffinement de maille AGRIF en Méditerranée Nord-Occidentale dans le modèle régional NEMOMED12 pour documenter l'impact de la méso-échelle sur la convection océanique profonde et sur la circulation thermohaline Méditerranéenne. On a de plus réalisé des simulations d'ensemble à état initial perturbé pour documenter l'impact de la variabilité intrinsèque océanique sur la convection. Après avoir extensivement évalué le réalisme de la convection dans le modèle numérique NEMOMED12 grâce aux données de 2012-2013, on étudie avec ce modèle l'impact de la variabilité intrinsèque océanique sur ce phénomène. Sur le cas d'étude comme sur la période historique 1979-2013, la variabilité intrinsèque océanique module largement la géographie du patch convectif, en particulier dans le domaine hauturier. Aux échelles climatiques, la variabilité intrinsèque module largement la variabilité interannuelle du taux de convection. En moyenne climatologique, elle module aussi la géographie de la convection, mais elle impacte marginalement son intensité et les propriétés climatiques des eaux profondes. Enfin, on étudie avec l'outil AGRIF l'impact de la dynamique de méso-échelle sur la convection profonde et sur la circulation thermohaline. Sur le cas d'étude de 2012-2013, la méso-échelle augmente le réalisme de la convection. On montre qu'elle augmente la variabilité intrinsèque de la convection. Sur cette période comme sur la période historique, elle diminue l'intensité moyenne de la convection et réduit les transformations des eaux profondes. On relie principalement son impact sur la convection à une modification de la circulation stationnaire marquée par un repositionnement et une intensification des courants de bord, et la présence d'un méandre stationnaire du Front Baléare. Par ailleurs, sur la période historique, les échanges avec le bassin Algérien sont intensifiés par la méso-échelle, ce qui modifie les propriétés climatiques des masses d'eau. On montre enfin que la signature de la méso-échelle en surface est susceptible d'impacter les échanges air-mer et donc le climat côtier voire régional Méditerranéen.
Author: Collectif
Publisher: IRD Éditions
ISBN: 2709922207
Category : Nature
Languages : en
Pages : 736
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Book Description
This book has been published by Allenvi (French National Alliance for Environmental Research) to coincide with the 22nd Conference of Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (COP22) in Marrakesh. It is the outcome of work by academic researchers on both sides of the Mediterranean and provides a remarkable scientific review of the mechanisms of climate change and its impacts on the environment, the economy, health and Mediterranean societies. It will also be valuable in developing responses that draw on “scientific evidence” to address the issues of adaptation, resource conservation, solutions and risk prevention. Reflecting the full complexity of the Mediterranean environment, the book is a major scientific contribution to the climate issue, where various scientific considerations converge to break down the boundaries between disciplines.
Author: Christian Pfister
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9401592594
Category : Science
Languages : en
Pages : 352
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Book Description
A multidecadal cooling is known to have occurred in Europe in the final decades of the sixteenth-century. It is still open to debate as to what might have caused the underlying shifts in atmospheric circulation and how these changes affected societies. This book is the fruit of interdisciplinary cooperation among 37 scientists including climatologists, hydrologists, glaciologists, dendroclimatologists, and economic and cultural historians. The known documentary climatic evidence from six European countries is compared to results of tree-ring studies. Seasonal temperature and precipitation are estimated from this data and monthly mean surface pressure patterns in the European area are reconstructed for outstanding anomalies. Results are compared to fluctuations of Alpine glaciers and to changes in the frequency of severe floods and coastal storms. Moreover, the impact of climate change on grain prices and wine production is assessed. Finally, it is convincingly argued that witches at that time were burnt as scapegoats for climatic change.
Author: Michael J.R. Fasham
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3642558445
Category : Science
Languages : en
Pages : 324
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Book Description
Oceans account for 50% of the anthropogenic CO2 released into the atmosphere. During the past 15 years an international programme, the Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS), has been studying the ocean carbon cycle to quantify and model the biological and physical processes whereby CO2 is pumped from the ocean's surface to the depths of the ocean, where it can remain for hundreds of years. This project is one of the largest multi-disciplinary studies of the oceans ever carried out and this book synthesises the results. It covers all aspects of the topic ranging from air-sea exchange with CO2, the role of physical mixing, the uptake of CO2 by marine algae, the fluxes of carbon and nitrogen through the marine food chain to the subsequent export of carbon to the depths of the ocean. Special emphasis is laid on predicting future climatic change.
Author: Graciela Schneier-Madanes
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9048127769
Category : Science
Languages : en
Pages : 361
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Book Description
International voices fill the pages of Water and Sustainability in Arid Regions, forming an original scientific exploration of current water research and management issues. In arid regions, agriculture that is ill-adapted to the environment, accelerated urbanization, poverty, and increasing pollution challenge access to and uses of water. Understanding these issues requires incorporating findings from both the physical and social sciences at different temporal and spatial scales. The chapters in this book were written by hydrologists, remote sensing specialists, ecologists, historians, economists, political scientists, architects, archaeologists, and other experts who live in and study arid lands. The authors present updates, overviews, and analyses of water challenges these areas have faced and are striving to address, from salinization in the fabled Taklimakan Desert in China to land degradation in the northern Mediterranean to groundwater over-exploitation in the southwestern United States. The book also examines desertification, remote sensing, qanat systems, architecture, arsenic contamination, and other case studies from Iran, the Maghreb region, Argentina and Chile, and Mexico. From this conceptual mosaic of comparative perspectives and research methods emerges a strong assumption: an interdisciplinary approach that combines physical and social sciences is the first step toward globally and comprehensively addressing water and sustainability."This book is a valuable and welcome contribution to the discussion of water and sustainable development. Through the collection of chapters, the book clearly illustrates the contemporary diversity of approaches to water scarcity and presents pertinent and new research findings that readers generally do not find compiled together. The result is a highly relevant, accessible, and timely resource that is unique in its international and interdisciplinary content. This is a must-read for anyone working on environmental and sustainability issues in arid lands."André Mariotti, University Pierre et Marie Curie, and INSU - CNRS (National Institute for Earth Sciences and Astronomy-National Center for Scientific Research/Centre National de la Recherche Scientifique), France "Anyone who reads this book will find himself or herself contemplating the need to rethink how we approach the issue of water and sustainability in arid lands. Drawing on the expertise of both physical and social scientists, the chapters taken as a whole present global, historic, and current perspectives on water scarcity in a multi-layered way that rarely has been done before." Miguel Solanes, Madrid Water Institute, Spain
Author: Paolo Billi
Publisher: Springer
ISBN: 9401780269
Category : Science
Languages : en
Pages : 384
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Book Description
This book provides a succinct but comprehensive presentation of key geomorphological locations and topics including information about geomorphological heritage and maps to visit the most important sites. Apart from often being remarkably scenic, landscapes reveal stories that often can be traced back in time tens of million years and include unique events. This is particularly true for Ethiopia where spectacular examples of different landforms are present. Its geomorphology varies from highlands, marked by high volcanoes and incised by deep river gorges, to the rift valley lakes endorheic systems and the below sea level lowlands with characteristic landscapes which are unique in the world. Landscapes and Landforms of Ethiopia highlights all these topics including essential information about geology and tectonic framework, past and present climate, hydrology, geographical regions and long-term geomorphological history. It is a highly informative book, providing insight for readers with an interest in geography and geomorphology.
Author: Bruno Voituriez
Publisher: UNESCO
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 132
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Book Description
El Nino, caprice of the heavens, scapegoat for every calamity? The general public cannot really understand what is behind the El Nino phenomenon. The book offers a tour of the Earth's climate to understand one of its normal but extreme components.
