Etudes et Paramétrisation des Fluxs Turbulents pour les Courants Gravitaires par Assimilation de Données – Cougar

La plupart des eaux intermédiaires et profondes de l'Océan Mondial, ont fait une partie de leur voyage vers les profondeurs sous la forme d'un courant gravitaire. Ce processus de formation des eaux profondes est la partie motrice de la circulation thermo-haline de l'océan, un processus clé pour la dynamique et la variabilité de notre climat. - - Dans l'étude de comparaison (DYNAMO) de plusieurs modèles de circulation générale de l'océan (OGCMs), la grande sensibilité du transport méridien de chaleur à la représentation des overflows à été clairement montrée. Ces overflows sont trés sensibles à la turbulence de petite échelle qui n'est - pas résolue dans les OGCMs actuels. Une meilleure représentation (paramétrisation) des overflows est donc essentielle pour améliorer les OGCMs d'aujourd'hui, comme par exemple de 1/4° OGCM développé par le groupe international DRAKKAR pour l'étude de la variabilité du climat - de l'océan ainsi que sa couverture de glace pendant les 50 dernieres années. - - Le but de la recherche présentée ici est d'améliorer les connaissances fondamentales sur les courants gravitaires en déterminant précisément les flux turbulents et d'obtenir une paramétrisation efficace pour ces flux dans les OGCMs, en utilisant l'assimilation de données pour déterminer les paramètres. - - Dans la première étape, un modèle pseudo-spectral non-hydrostatique à trés haute résolution(HAROMOD) sera employé pour produire une réalité simulée quadri-dimensionnelle et multivariée des courants gravitaires. Ce modèle s'est montré capable de reproduire les écoulements obtenus sur la grande table tournante Coriolis/LEGI. Dans la deuxième étape, cette réalité simulée sera assimilée dans: (i) un modèle semi-analytique stream-tube avec des paramétrisations des flux turbulents; (ii) le modèle hydrostatique NEMO-OPA9 largement utilisé dans la communauté national et européenne (et le programme DRAKKAR), avec différentes paramétrisations du mélange. Les - paramètres réglant le mélange dans le modèle (a priori inconnus) seront ajoutés au vecteur d'état des modèles et estimés par l'assimilation de données. Cette estimation sera réalisée avec le filtre SEEK pour le modèle NEMO-OPA9 et par une méthode variationnelle pour le modèle stream-tube . - - Les valeurs des paramètres turbulents obtenues par cette méthode, ne seront pas universelles, mais dépendantes du régime dans lequel se trouve le courant gravitaire. Ce seront alors des indicateurs pour distinguer les différents régimes et pour révéler la physique turbulente sous-jacente. - - Le travail proposé permettra de répondre au besoin pressant de paramétrisations efficaces pour les flux turbulents dans les courants gravitaires dans les OGCMs, et de mieux comprendre la physique - à l'oeuvre dans ces importants processus de transformation des masses d'eaux. -