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AIT-MESBAH


T Rôle de l'inertie thermique et du couplage surface-atmophère sur la valeur moyenne et le cycle diurne de la température de surface

 Le 07-04-2016 à



Membres du jury :
- Jean Louis Dufresne : Directeur de Thèse
- Frédérique Cheruy : Co-Directeur de thèse
- Françoise Guichard (CNRM-GAME) : Rapporteur
- Hubert Gallée (LGGE) : Rapporteur
- Fabienne Lohou (Lab, Aéro) : Examinatrice
- Francis Codron (LOCEAN) : Examinateur
- Ludovic Oudin (METIS) : Invité

Résumé :
La température de surface est une variable clé du système climatique. L'analyse des mécanismes la contrôlant permet d'améliorer la compréhension des processus inhérents au couplage entre la surface et l'atmosphère, d'obtenir quelques éléments de réponses concernant les différences de température entre les modèles, et de détecter d'éventuels processus oubliés ou mal représentés. Ce sont les objectifs de la présente thèse.

En se basant sur l'analyse de la structure spatiale des différences de température journalière moyenne, maximale et minimale simulées par deux modèles de surface, nous mettons en évidence l'intérêt d'analyser les processus mis en jeu à l'échelle diurne, en distinguant leurs effets entre le jour et la nuit. Nous soulignons également l'importance d'adopter une démarche qui distingue les régions sèches, humides et de transition.

Dans un premier temps, nous montrons le rôle clé de l'inertie thermique sur la température de surface dans les régions sèches. La sensibilité à l'inertie thermique de la température de nuit est plus élevée que la sensibilité de la température de jour, impactant de ce fait la température moyenne journalière. Nous montrons que cet effet est directement lié à l'instabilité de la couche limite, plus forte le jour que la nuit. Dans un second temps, nous mettons en lumière le double rôle du forçage solaire. Alors que le premier est d'être la source du contraste diurne de la couche limite, à l'origine de la dissymétrie de réponse de la température à l'inertie thermique, le second est d'atténuer cet effet, puisque la forte dissymétrie du forçage solaire favorise la sensibilité de la température de jour par rapport à la nuit.

Dans les régions humides, nous constatons que la sensibilité de la température de surface à l'inertie thermique est très faible. Ceci est dû aux fortes valeurs du flux latent qui contrôle la température de surface. Néanmoins, nous signalons que l'inertie thermique peut impacter le bilan d'eau à la surface, comme dans la région de la mousson indienne par exemple.

Dans les régions de transition, il est classiquement admis que la variabilité de la température de surface est expliquée essentiellement par la variabilité de l'humidité du sol via le contrôle de l'évaporation. Ici, nous montrons que cette relation est atténuée de 20 à 50 \% environ, du fait de la dépendance de l'inertie thermique à l'humidité de surface. Nous suggérons ainsi la révision de la vision traditionnelle de l'impact de l'humidité du sol sur la température dans les régions de transition, en intégrant l'effet de l'humidité sur l'inertie thermique en plus de son effet sur l'évaporation.
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