Les objectifs de cette thèse sont d’analyser l’influence des processus humides sur
les dépressions des moyennes latitudes en s’intéressant plus particulièrement aux déplacements
des dépressions et à la formation des vents forts près de la surface. Ces recherches ont été effectuées
à l’aide de simulations idéalisées du modèle de méso-échelle Méso-NH. Étant donné que
de nombreuses tempêtes européennes se creusent rapidement en traversant l’axe du courant-jet
Atlantique du sud au nord, les simulations mises en place ont consisté à initialiser le modèle à
partir d’anomalies d’échelle synoptique placées au sud d’un courant-jet barocline zonal.
La première étude s’est focalisée sur l’effet des processus humides sur ce déplacement perpendiculaire
à l’axe du courant-jet. Le mécanisme expliquant ce déplacement est dû à l’advection
non-linéaire de la dépression de surface par les anomalies cyclonique et anticyclonique d’altitude
se trouvant de part et d’autre de la dépression de surface, confirmant ainsi en présence d’humidité
un résultat connu dans le contexte sec. Au final, en présence de processus humides, le déplacement se fait ainsi plus vite vers le nord-est.
La seconde étude porte sur la formation des vents forts près de la surface et notamment ce
qu’on appelle les "sting jets". Ceux-ci se forment lorsque le front chaud se déplace à l’arrière
de la dépression et qu’une fracture frontale apparaît. Les "sting jets" sont des jets dont les
masses d’air associées descendent rapidement du milieu de la troposphère au niveau de la tête
du nuage jusqu’au sommet de la couche limite et peuvent déclencher des vents dévastateurs en
surface. Dans le cas où des perturbations synoptiques sont initialisées au sud du courant-jet
barocline, le retour en arrière du front chaud se produit, et un "sting jet" peut se produire
tandis que lorsqu’elles sont initialisées sur l’axe du courant-jet, la dépression formée a un front
chaud beaucoup moins actif. C’est la présence d’un forçage géostrophique
en l’absence de force de rappel qui facilite la descente des masses d’air. Enfin, les subsidences
fortes provenant du “sting jet” et traversant la couche limite sont plutôt rares de part une forte
stabilité statique dans la plupart des régions. |
This thesis aims at studying the effects of moist processes on midlatitude surface
cyclones, and more precisely on their tracks and on the formation of near-surface strong
winds. Idealized simulations using the Méso-NH mesoscale model have been performed. Given
that many european storms deepen rapidly when crossing the North Atlantic zonal jet from
the south to north, simulations were initialized with synoptic-scale perturbations south of a
baroclinic zonal jet. The first study focuses on the effects of moist processes on the motion perpendicularly to the
zonal jet axis. The main mechanism explaining this motion involves the nonlinear advection of
the surface cyclone by the upper-level cyclonic and anticyclonic perturbations located on both
sides of the surface cyclone, confirming a recent result obtained in the dry context. In presence
of moist processes, the translational motion toward the northeast is faster.
The second study focuses on the formation of near-surface strong winds which are triggered
by the so-called “sting-jets”. These jets appear in presence of a bent-back warm front and
correspond to descending air masses from the mid-troposphere near the cloud head down to
the top of the boundary layer. In the case where synoptic perturbations are initialized south of
the baroclinic zonal jet, the bent-back warm front phase occurs, and a sting-jet might appear,
whereas when they are initialized on the zonal jet axis, the surface cyclone has a less active warm
front. It is the
geostrophic forcing in the absence of restoring force which facilitates the airstreams descent. Finally, the strong downdraughts coming from the sting-jet into the boundary layer are scarce,
due to a strong static stability in most areas. |