Etude idalise de la Mousson sur lAfrique de lOuest

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Etude idéalisée de la Mousson sur lAfrique de
lOuest

• Philippe Peyrillé
• C. Piriou, G.Réchard, J.-P. Lafore
• MOANA-CNRM,
• Météo-France, 2003

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Introduction

• Projet AMMA

(Analyse Multidisciplinaire de la Mousson
dAfrique de lOuest)

• Mousson dAfrique de lOuest (MAO) interactions
  déchelles et de processus

• Circulation de Hadley
• Flux de mousson , Jets troposphériques
• Convection, processus de surfaces océanique et
  continentale

? Systême complexe beaucoup de degrés de
liberté

• Objectif trouver un cadre détude simple
  idéalisé

• Etudier ces interactions

• Etudier la sensibilité de la MAO aux paramètres
  de surface océan, surface continentale ? aider à
  définir une stratégie dobservation

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Introduction

• Travail comprendre les facteurs contribuant à
  lonset ,
• (transition
  Pré-Mousson? Mousson)
• étude de ces deux régimes permanents
• (Mousson P.Peyrillé )
• (Pré-mousson
  G.Réchard )

• Analyse de données pour décrire la circulation
  moyenne et létat des surfaces (océan-continent)
• Modélisation 2D pour valider les relations
  identifiées
• en trouver de nouvelles

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Cadre de travail

• Configuration 2D

• Forts gradients méridiens

• Symétrie zonale entre 10O et 10E

• Domaine 2D vertical-méridien
• ( simulations et données)

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Cadre de travail
Pourquoi un modèle idéalisé 2D ? Moins de
complexité quun système complet de mousson

• Maîtriser les conditions de surfaces
  continentales et océaniques
• 2D vs 3D ? limitation de la dynamique
  atmosphérique

? ingrédients fondamentaux de la MAO (
chercher le 1er ordre , puis le 2eme , . )
Modèle de méso-échelle vs GCM
? Meso-NH outil puissant possibilité
résolution explicite convection
interaction surface-atmosphère
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Plan

• Cadre de travail

• Analyse de données

• Modélisation 2D

Conclusions et perspectives
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La circulation moyenne
Vent zonal (juin 2000)
JOST
JEA
10S Eq 10N
20N 30N 40N
Régime de pré-mousson
Analyse CEPMMT en moyenne zonale, juin et juillet
2000 préparées par C. Piriou
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Le cycle saisonnier
Diagramme temps-latitude des précipitations
(2000) Moyennes décadaires (mm/jour)
daprès GPCC, 2000 préparé par C. Piriou.
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La température de surface de la mer
daprès REYNOLDS, données hebdomadaires, 2000.
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3. Modélisation 2D

• Les forçages atmosphériques

• Rôle de la SST

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Les simulations

• Version 2D de Méso-NH (méridienne-vertica
  le)

• Maille de 70 km entre 30S et 40N

• Simulation sur 30 jours

• Létat initial

• Conditions de surface idéalisées

• SST constante au cours du temps

• simulations avec forçages atmosphériques

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Simulations sans forçages
, pluies irréalistes sur le Sahara

• MAO trop au nord

Pb quels facteurs limitent lavancée de la MAO
? Validité du Cadre 2D ? quantifier ce qui
manque au 2D vs 3D
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Les forçages dans le modèle
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Sensibilité au forçage en humidité

• Le forçage en humidité -1g/Kg/jour ? -2
  g/kg/jour

• Maximum dénergie peu différents , moins
  dénergie entre 15 et 25 N

• Influence sur la circulation par création de
  subsidence à 20N

• Précipitation décalage vers le Sud

? Effet dun scénario du type intrusions sèches
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3. Modélisation 2D

• Les forçages atmosphériques

• Rôle de la SST

• Rayonnement et relief

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La circulation atmosphérique

• Simulation avec SST de mai (Pré-mousson)

Vent zonal
18
14.4
JET
10.8
altitude (km)
7.2
JEA
3.6
0
10S Eq 10N
20N 30N

• Jets troposphériques

• Mousson, harmattan

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Lénergie et les précipitations
Avec profil de SST de mai
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Sensibilité à la SST

• Profil linéaire de SST

• modifie lénergie en surface

• SST plus froide 1) ZCIT plus au nord
• 2) réduit les précipitations

• Profil non linéaire langue froide dupwelling

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3. Modélisation 2D

• Les forçages atmosphériques

• Rôle de la SST

• Rayonnement et relief

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Sensibilité au rayonnement et au relief

• Relief ? ZCIT plus au nord

• Rayonnement
• ? ZCIT plus au nord

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Conclusions et perspectives

• Premières conclusions
• Caractérisation des 2 régimes
• variation des paramètres de surface
  (océan-continent)
• ? Rôle de la SST sur lonset ?

• Simulations
• Bonne représentation de la circulation
  atmosphérique
• Confirmation du rôle déterminant de la SST sur
  lonset
• Nécessité de rajouter des forçages (Ventilation)
• Importance du transport horizontal de ? et Qv
  sur la MAO
• frc Qv et ? fort impact sur les simulations
• ( avec cette paramétrisation de la convection)
• Impact de divers facteurs sur la progression de
  la MAO

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Facteurs contibuant à lavancée au nord de la MAO
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Conclusion perspectives

• Perspectives
• Le cadre idéalisé 2D un outil à fort
  potentiel pour AMMA

• 1. Cycle saisonnier
• 2. Dynamique Heat low
• 3. Convection (Explicite) interactions des
  Jets
• 4. Possibilité de couplage Océan-Atmosphère
• 5. Influence de la grande échelle
• ? forçages extérieurs
• 6. Cycle de leau et rôle de la surface

• Climatologie sur les Advections horizontales et
  la SST
• Vérifier lexistence et les variations de la
  Ventilation
• Evolution saisonnière de la SST

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• FIN

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La Ventilation (Chou, Neelin 2002)
Etude théorique (GCM) impact des termes V.?? et
V.?q
Advections horizontales de temperature et
dhumidité ? Stoppent la progression de la MAO
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Les forçages de grande échelle (1)

• Ne représente pas le transport zonal

Modèle 2D

• Perte partie des transports méridien et vertical

? Quantifier ce que ne ne voit pas le modèle
2D

• Etude des différences entre les advections 3D et
  2D de chaleur et dhumidité ( avec
  Catherine Piriou)

? Existence Ventilation
? Faible variation saisonnière de mai à août

• Paramétrisation des fonctions analytiques
  représentant les  forçages extérieurs 

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Simulations avec forçages

• MAO moins au nord
• Blocage par les forçages

• Structure dynamique
• Plus réaliste (harmattan)

• Obtention dun régime
• permanent

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3. Modélisation 2D

• Role de la SST
• (exemple sur le régime de pré-mousson)

• Rôle de la ventilation
• (exemple sur le régime de mousson)

• Rayonnement et relief

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Cycles diurnes thermodynamique et pluiviométrique
? surface
Max de Température 17h
?e
2.5
2
1.5
1
R/h
0.5
Max de précipitation vers 16h ( gtparamétrisation
convection)
0
30
Sensibilité au forçage en température

• Le forçage en température -4K/jour? 2 K/jour

• Baisse du forçage ? Maximum dénergie plus fort

• Distribution dénergie modifiée décalage vers
  le nord

• Pic de precipitation moins intense mais plus
  étendu vers le nord

? Impact de lévacuation chaleur dans le heat low
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3. Modélisation 2D

• Role de la SST
• (exemple sur le régime de pré-mousson)

• Rôle de la ventilation
• (exemple sur le régime de mousson)

• Rayonnement et relief

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Conclusion perspectives

• Conclusion
• Outil idéalisé 2D
• stabilisé régime quasi-permanent de mousson
• Dynamique MAO plus réaliste harmattan ,
  subsidence, ZCIT
• Nécessité de rajouter des forçages extérieurs

• Forçages
• Importance du transport horizontal de ? et Qv
  sur la MAO
• frc Qv et ? fort impact sur les simulations
• ( avec cette paramétrisation de la convection)
• ? Les deux participent à bloquer la Mousson