Processus diabatiques pendant la campagne NAWDEX – DIP-NAWDEX

DIP-NAWDEX vise à mieux comprendre le rôle joué par les processus diabatiques, comme la microphysique des nuages, le rayonnement, ou encore la turbulence, sur les perturbations atmosphériques des moyennes latitudes et sur la formation d'erreur de prévision numérique du temps et de biais dans les modèles de climat. Sur l'Amérique du Nord et l'Atlantique Nord, les processus diabatiques exercent une influence majeure sur la structure du courant-jet atlantique, sur la propagation des ondes de Rossby près de la tropopause, ainsi que sur le déclenchement d'événements météorologiques extrêmes sur l'Europe. Ces processus ont été étudiés lors de la campagne de mesure internationale NAWDEX (North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment) qui a eu lieu en 2016 et a fourni un jeu de données unique pour quantifier ces processus et évaluer la qualité des modèles. Grâce à une collaboration étroite entre pays européens et nord américains, quatre avions appartenant à 3 pays différents transportant des lidars et radars de pointe ont pu être déployés sur l'Atlantique Nord-Est. Ces mesures aéroportées ainsi que d'autres à partir du sol ont permis d'obtenir des observations à fines échelles sur un grand domaine.
Notre objectif est plus particulièrement de s'intéresser aux bandes transporteuses d'air chaud (ou « warm conveyor belts », WCBs, en anglais) et leur impact sur la circulation en haute troposphère. Les WCBs correspondent à des masses d'air qui gagnent en humidité dans le secteur chaud des dépressions extra-tropicales et connaissent une ascension rapide de la couche limite vers la haute troposphère marquée par un fort dégagement de chaleur latente. Celles-ci ont été intensivement observées par les vols de l'avion français de l'équipe SAFIRE grâce au déploiement de dropsondes mais aussi et surtout grâce aux mesures de télédétection de la plateforme RALI composée d'un radar nuage, d'un lidar et d'un radiomètre.
Le projet se décompose en trois tâches. La première tâche consiste d'abord en une vérification de la qualité des données à partir de comparaison entre diverses données co-localisées (in-situ, et mesures de télédétection aéroportées et satellitaires). Des outils de comparaison entre modèles et observations seront développés ou améliorés comme les simulateurs d'observables ou encore les algorithmes de restitution des données de microphysique nuageuse à partir des observations RALI. Enfin, une dernière sous-tâche dédiée à l'assimilation de données de vent sera menée pour évaluer l'impact sur la prévision du temps en aval. La deuxième tâche est dédiée aux études de processus à méso-échelle des WCBs et leur impact local sur l’écoulement atmosphérique. Des simulations de modèles régionaux centrées sur un domaine couvrant l'Islande et son voisinage sud où ont eu lieu les vols SAFIRE seront effectuées dans le but de les comparer aux observations. Des expériences de sensibilité à différents schémas de paramétrisation seront menées. Des diagnostics Lagrangiens seront développés pour séparer le chauffage diabatique en différentes tendances (microphysique, rayonnement, turbulence). Enfin, la troisième tâche vise à s’intéresser à des mécanismes d’interactions à plus grande échelle. On s’intéressera en particulier à l’impact à distance des WCBs sur la formation d’un blocage début octobre et sur la formation d'un événement météorologique extrême (fortes rafales et précipitations) qui a frappé le sud de la France mi-Octobre.
Il s’agit également dans cette tâche d’analyser les biais des modèles de climat en effectuant des simulations à courte échéance des deux modèles de climat qui permettra d'identifier les processus physiques rapides de croissance d'erreur.
Ainsi, le présent projet nécessite une approche méthodologique combinée, qui devient possible grâce à l'expertise complémentaire des scientifiques impliqués et avec lesquels interagiront les 2 postdocs recrutés.