Rôle de l'environnement (humidité et déformation) sur le cycle de vie et la variabilité des tempêtes – ENVI-STORM

La variabilité du climat des latitudes moyennes en hiver est fortement affectée par le cycle de vie des dépressions atmosphériques qui se développent sur les océans Atlantique et Pacifique. Un des défis majeurs de la météorologie moderne concerne l'évaluation de l'occurrence et de l'amplitude des phénomènes extrêmes tels que les tempêtes ainsi que leur prévisibilité. Cette problématique se révèle de plus en plus d'actualité dans le contexte des changements climatiques à travers l'impact sociétal des dégâts provoqués par ces événements extrêmes (comme les tempêtes de noël 1999). Aussi, elle nécessite l'utilisation et le développement de nouveaux outils théoriques pour mieux prévoir leurs caractéristiques dans le changement climatique. L'objectif de ce projet est d'identifier et caractériser les facteurs qui préconditionnent les tempêtes hivernales des latitudes moyennes et qui modifient leur variabilité à l'échelle intra-saisonnière. En particulier, nous examinerons comment le cycle de vie des dépressions atmosphériques dépend de l'environnement de grande échelle (qui tend à canaliser les tempêtes à travers le champ de déformation) et de la vapeur d'eau (qui tend à les intensifier par dégagement de chaleur latente associé aux précipitations de grande échelle). Ces deux processus ont un effet non seulement sur le développement des tempêtes mais aussi sur leur interaction avec la grande échelle ainsi que sur les régimes de temps qui en résultent. Pour ce faire, nous utiliserons différents outils que nous avons précédemment développés dans le contexte de la dynamique des fluides géophysiques et qui ont montré leur pertinence pour l'étude de tels phénomènes. Nous analyserons des simulations numériques qui seront conçues pour identifier clairement les processus sous-jacents. Nous mènerons des études de prévisibilité dans des cas idéalisés et réels afin de mieux connaître les facteurs de préconditionnement des tempêtes. Pour l'étude des cas réels, des outils plus appliqués comme l'assimilation de données satellitaires compléteront les résultats des diagnostics théoriques. Par ailleurs, nous utiliserons les réanalyses ERA40 pour classer les différentes populations de dépressions atmosphériques par rapport à leur environnement (vapeur d'eau, déformation de grande échelle) et pour valider nos résultats sur un échantillon significatif de tempêtes. Un dernier thème d'étude portera sur l'impact des perturbations synoptiques sur les régimes de temps et sur la variabilité de basse fréquence de l'atmosphère. Ce travail qui s'appuiera sur différentes approches (concepts liés à la dynamique des fluides géophysiques, études de prévisibilité, techniques statistiques avancées, assimilation de données) devrait aboutir à une meilleure connaissance des processus qui affectent le cycle de vie des perturbations atmosphériques. Il permettra aussi de définir de nouveaux outils théoriques et pratiques pour la prévisibilité des événements extrêmes comme les tempêtes ou les systèmes de blocages (conduisant aux vagues de froid hivernales).