schémas d'advection antidiffusive et mélange parasite dans les modèles numériques océaniques – NASSMOM

Dans l’océan, les masses d’eau de même densité et salinité sont transportées par le champ de vitesse pendant de longues périodes, sans se mélanger les unes aux autres. Numériquement ce transport est parasité par la diffusion numérique (ou spurious mixing) dont l’effet de mélange peut être de même ordre que la diffusion physique. Ce phénomène est particulièrement problématique dans les simulations pour le climat qui se font sur grilles grossières et de longues période de temps. Ce projet s’intéresse à la diffusion numérique sous deux aspects. D’une part, nous étudierons des outils numériques pour quantifier précisément la diffusion numérique en temps et en espace afin d’avoir une meilleure compréhension de ses effets. La méthode proposée est à la fois différente des inégalités d’entropie usuelles qui ne s’appliquent qu’aux schémas d’ordre 1 et des diagnostics globaux basés sur des transformations de masses d’eau en océanographie. D’autre part, nous développerons des schémas antidiffusifs pour le transport de la température et de la température dans le modèle de circulation océanique (OGCM) européen NEMO. C’est une approche différente de l’ordre élevé associé au raffinement de maillage, dont les versions d’ordre 1 en une dimension d’espace ont fait leurs preuves en pollution atmosphérique et pour les écoulements diphasiques. Des résultats préliminaires obtenus par la porteuse du projet sur un nouveau schéma antidiffusif d’ordre 2 montrent un comportement plus précis y compris en 2 dimensions d’espace, ce qui constitue une nouveauté importante et pourrait à terme permettre de ne pas se limiter à la direction verticale. En conclusion, ce projet propose une approche mathématique de questions centrées sur la diffusion numérique dans les codes de circulation océanique. L’équipe est constituée de spécialistes d’analyse numérique et d’océanographes modélisateurs, qui travailleront en collaboration étroite avec l’objectif d’avoir une contribution directe dans NEMO.