MoCaMel

Ce projet associe mesures in-situ, modélisations numérique et simulation hydraulique dans le but de mieux comprendre et décrire les phénomènes de vent catabatique et leurs interactions avec les ondes internes, en menant à une paramétrisation du mélange vertical qui en découle

 Objectifs

• Modélisation expérimentale du refroidissement d’une masse d’air par le sol dans une couche limite.
• Détermination des instabilités et du régime turbulent d’un vent catabatique sur une pente modèle et sur une pente réelle.
• Interaction d’un champ d’ondes internes avec un vent catabatique ; impact de cette interaction sur le mélange induit par le vent.
• Obtention de profils verticaux de vitesse et température dans un vent catabatique en vallée de Grenoble par condition d’inversion thermique.
• Modélisation numérique à haute résolution d’un vent catabatique réel en vallée de Grenoble et comparaison avec les mesures in situ.
• Détermination d’une paramétrisation du mélange vertical induit par le vent catabatique en fonction du régime de turbulence du vent.

 Apports du CNRM-GAME

• Simulations hydrauliques dans la grande veine du CNRM-GAME en mode canal fermé
• Simulations numériques Meso-NH
• Couche limite atmosphérique et ondes internes

 Description du projet

On sait depuis presque 25 ans qu’une modification mineure de la diffusivité verticale turbulente dans un modèle de circulation générale océanique a un impact majeur sur la circulation thermohaline.. De façon cohérente, ce comportement est également observé dans les modèles atmosphériques à grande échelle -et les modèles de climat- lorsque les conditions sont stablement stratifiées. La modélisation de la CLA stablement stratifiée, qui nécessite une connaissance fine de ses propriétés de mélange, est donc un enjeu majeur pour les modèles régionaux et globaux du climat. Cette question fait d’ailleurs l’objet d’un groupe de travail au sein du programme GEWEX (Global Energy and Water Cycle Experiment), appelé GABLS (GEWEX Atmospheric Boundary Layer Study). En relief complexe, le mélange vertical dans la CLA peut être dû à plusieurs processus, tels que les instabilités dans les vents thermiques (catabatique et anabatique), la génération d’ondes internes ou le brouillard. Ces processus conduisent à une forte intermittence spatiale et temporelle, associée à des ondes internes, ce qui rend leur modélisation particulièrement ardue. L’objet de ce projet de recherche est d’étudier un processus essentiel pour le mélange dans la CLA en relief complexe, qui concerne les vents catabatiques. Notre projet est original par sa triple approche, numérique basée sur des simulations à très haute résolution du code Meso-NH, expérimentale avec le canal de grande dimension du CNRM-GAME et observationnelle, dans la vallée de Grenoble où aucune campagne hivernale n’a été menée.

 Partenaires

1 Groupe d’étude de l’atmosphère météorologique URA1357

2 Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels UMR5519