Vents forts dans les intrusions d’air sec et têtes nuageuses au-dessus des interfaces maritimes – DICHOTOMI

Le projet DICHOTOMI porte sur l’étude de la formation des vents forts et destructeurs en surface au sein des tempêtes hivernales, en particulier aux abords de l’intrusion d’air sec et de la tête nuageuse. Le transport de quantité de mouvement effectué par les perturbations turbulentes et les rouleaux convectifs sera plus particulièrement analysé. Différents facteurs peuvent influencer ce transport, à savoir la stabilité statique, le cisaillement vertical de vent, les flux de chaleur à la surface, le refroidissement par évaporation des précipitations ou encore la rugosité associée à la surface, notamment à l’état de la mer. Bien que ces facteurs soient connus, leurs rôles relatifs et la façon dont ils se combinent restent à être clarifiés.
Le projet s’inscrit dans un effort plus général de la communauté internationale qui s’articule autour du projet de campagne de mesure appelée NAWDIC “North Atlantic Waveguide, Dry Intrusion, and Downstream Impact Campaign” planifiée pendant l’hiver 2025-2026. Cette campagne vise à mieux comprendre les processus dynamiques et physiques qui forment les événements météorologiques extrêmes comme les rafales de vent destructrices, les précipitations intenses et les vagues de froid en hiver en Europe et à mieux les représenter dans les modèles de circulation atmosphérique. Pour atteindre cet objectif, la communauté NAWDIC se propose de déployer des avions et des moyens de mesure au sol sur l’ensemble de l’Atlantique Nord. Le présent projet s’inscrit dans ce cadre et se propose de déployer deux avions et deux systèmes de mesure au sol en particulier. L’avion français ATR42 opéré par Safire (Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement) et l’avion allemand Cessna F406 opéré par TUBS (Technische Universität Braunschweig), équipés d’instruments de télédétection et in situ de pointe, seront déployés à partir de l’Irlande, qui se trouve à l’extrémité est du rail des tempêtes atlantiques, et de la Bretagne. Les deux plateformes au sol, l’une provenant des partenaires français et l’autre du partenaire allemand, composées d’un réseau de lidars Doppler mesurant le vent, de lidars mesurant l’humidité et de radars Doppler nuages mesurant vents et propriétés nuageuses seront déployés sur les côtes françaises et irlandaises. La synergie entre ces différentes plateformes permettra d’acquérir un jeu de données unique avec des mesures complémentaires de vent à fine échelle, de propriétés nuageuses et de propriétés de surface également.
Une hiérarchie de modèles à aire limitée seront utilisés pour simuler des cas observés. Différentes configurations incluant des modèles avec convection paramétrée (CPM, résolution d’une dizaine de kilomètres), avec convection explicite (SRM, résolution d’un kilomètre) et résolvant les grands tourbillons (LES, résolution d’une centaine de mètres) seront mises en place. Dans le cas des plus basses résolutions (CPM, SRM), les schémas de paramétrisations des nuages, de la convection peu profonde et de la turbulence seront évalués à l’aide des observations. Même si les simulations LES représentent explicitement les rouleaux convectifs et les thermiques, leur structure et leur échelle spatiale ne sont pas forcément réalistes et elles seront comparées aux mesures de vent à fine échelle obtenues par les différents instruments. Au-delà d’améliorer notre compréhension des processus de formation des vents forts au sein des tempêtes, les résultats du projet serviront à améliorer la représentation des nuages, des rouleaux convectifs et des échanges air-mer dans les modèles développés au sein des communautés française et allemande.