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CASADO-LOPEZ

"Simulation du climat en Méditerranée dans un modèle couplé régional".

Alberto Casado Lopez

MARDI 27 SEPTEMBRE 2011,
Université Pierre et Marie Curie.

devant le jury composé par:

Pr.Ali HARZALLAH      Rapporteur
Dr.Paolo RUTI         Rapporteur
Pr.Katia LAVAL        Examinateur
Dr.Samuel SOMOT       Examinateur
Dr.Karine BERANGER    Examinateur
Dr.Laurent Z.X. LI    Directeur de thèse




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Summary

The aim is to study the climate of Mediterranean region with a regional
coupled model. Because the sea and the orography surrounding modulate
the climate towards small-scales, regional coupled model are an
essential tool to analize Mediterranean climate.
LMDZ-Med/NEMO MED8 model results from the coupling between LMDZ-Med
regional atmospheric model and the oceanic limited area model NEMO MED8.
LMDZ-Med/NEMO MED8 is then guided outside the Mediterranean region with
ERA40 dataset as boundary conditions in order to perform a dynamical
downscaling for the 44 years period from 1958 to 2001 at daily scale.
At first we compare the model to observations, particularly to MEDATLAS,
a climatic compilation based on observations. Results show an agreement
of the downscaling with respect to MEDATLAS for surface variables. The
model is also able to reproduce deep water formation in all the
fundamental sites of Mediterranean Sea.
Deep convection in the Gulf of Lions is then examined. The steps of the
process and the different causes are priorised. The annual chronology of
the mixed layer maximum fits well with litterature. Especially, the
model shows to be a very adequate tool to follow meteorological events,
as the storm over this area the 11th february 1999 and its effect on the
mixed layer state and deepening that follows.
Finally, the variability of heat fluxes is also studied. Model
simulation results are also compared to a dataset. The two first EOF are
in close agreement and represent almost 60% of the total variability.
For the first time, heat fluxes are decomposed into one stochastic part
and one part proportional to SST over the Mediterranean, following the
method developed by Frankignoul [2002]. Feedback coefficient is found to
be negative all over the basin with patterns explained by the dynamics
of the different regions. Evaporation feedback drives at first order the
heat flux feedback. Therefore, Mediterranean appears to be a region
favourable to the Ocean-Atmosphere interaction.

Résumé

L objet de cette thèse est l étude du climat de la région
Méditerranéenne à l aide d un modèle climatique. La présence de la Mer
ainsi que la forte orographie qui modulent le climat régional vers les
petites-échelles rend nécessaire l utilisation d un modèle couplé et
régional. Le modèle LMDZ-Med/NEMO MED8 provient du couplage du modèle
régional atmosphérique LMDZ-Med et du modèle régional océanique NEMO
MED8. Ce modèle permet de réaliser une simulation de 44 ans dans la
période 1958-2001 à l échelle journalière. On performe un downscaling
des données ERA40 à l aide de LMDZ-Med/NEMO MED8.
Dans une première partie, on valide le modèle par rapport aux
observations, et notamment à MEDATLAS, une compilation climatologique
basée sur les observations. Les résultats montrent l accord du modèle
avec MEDATLAS pour les variables de surface, ainsi que la formation d
eau profonde dans les bassins principaux.
La convection profonde dans le Golfe du Lion est étudiée. Les étapes du
processus ainsi que les différentes causes sont mises en avant. La
chronologie est en accord avec les études menées. Le modèle permet de
suivre les événements météorologiques, en particulier la tempête du 11
février 1999 et son effet dans l approfondissement de la couche de
mélange océanique.
La rétroaction de la SST sur le flux de chaleur est étudiée en
appliquant la méthode de Frankignoul [2002] pour la première fois dans
la Méditerranée. Le coefficient de rétroaction est négatif et montre des
caractéristiques liées à la dynamique du climat sur ces régions. La
Méditerranée apparaît comme une zone propice à l interaction
océan-atmosphère.
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