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Mardi 17 janvier 2012, soutenance de thèse de Marion MEINVIELLE - Salle Lliboutry, LGGE

Ajustement optimal des paramètres de forçage atmosphérique par assimilation de données de température de surface pour des simulations océaniques globales

Membres du jury

- Michel Rixen (WMO, Genève), rapporteur
- Jérôme Vialard (LOCEAN, Paris), rapporteur
- Nicolas Ferry (METEO FRANCE, Toulouse), examinateur
- Chantal Staquet (LEGI, Grenoble), examinatrice
- Pierre Brasseur (LEGI, Grenoble), directeur de thèse
- Bernard Barnier (LEGI, Grenoble), directeur de thèse

Résumé

La température de surface de l’océan (SST) est depuis l’avènement des satellites, l’une des variables océaniques la mieux observée. Les modèles réalistes de circulation générale océanique ne la prennent pourtant pas en compte explicitement dans leur fonction de forçage. Dans cette dernière, seules interviennent les variables atmosphériques à proximité de la surface (température, humidité, vitesse du vent, radiations descendantes et précipitations) connues pour être entachées d’incertitudes importantes dès lors qu’on considère l’objectif d’étudier la variabilité à long terme de l’océan et son rôle climatique. La SST est alors classiquement utilisée en assimilation de données pour contraindre l’état du modèle vers une solution en accord avec les observations mais sans corriger la fonction de forçage. Cette approche présente cependant les inconvénients de l’incohérence existant potentiellement entre la solution « forcée » et « assimilée ».

On se propose dans cette thèse de développer dans un contexte réaliste une méthode d’assimilation de données de SST observée pour corriger les paramètres de forçage atmosphérique sans correction de l’état océanique. Le jeu de forçage faisant l’objet de ces corrections est composé des variables atmosphériques issues de la réanalyse ERAinterim entre 1989 et 2007. On utilise pour l’estimation de paramètres une méthode séquentielle basée sur le filtre de Kalman, où le vecteur d’état est augmenté des variables de forçage dont la distribution de probabilité a priori est évaluée via des expériences d’ensemble. On évalue ainsi des corrections de forçage mensuelles applicables dans un modèle libre pour la période 1989-2007 en assimilant la SST issue de la base de données de Hurrel (Hurrel, 2008), ainsi qu’une climatologie de salinité de surface (Levitus, 1994). Cette étude démontre la faisabilité d’une telle démarche dans un contexte réaliste, ainsi que l’amélioration de la représentation des flux océan-atmosphère par l’exploitation d’observations de la surface de l’océan.

- mots clés :
modélisation océanique,forçage atmosphérique,assimilation de données séquentielle,température de surface de l’océan,flux air-mer.

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