Les circulations de fine échelle peuvent piloter la formation des vents de surface dans les tempêtes extra-tropicales. Le projet ANR JCJC WINDGUST (2022-2025) a mis en évidence la présence de telles circulations dans la tête nuageuse (bande transporteuse d’air froid et sting jet) et leur sensibilité aux processus de surface. Ces résultats obtenus par des simulations numériques seront confrontés à la « vérité terrain » lors de la campagne internationale NAWDIC en Atlantique Nord pendant l’hiver 2025-26. Le projet ANR-DFG DICHOTOMI (2025-2028) déploiera les avions de recherche français ATR42 et allemand Cessna F406 ainsi que deux plateformes d’observation au sol avec l’objectif de mieux comprendre les structures de vent à fine échelle dans la tête nuageuse et l’intrusion sèche des tempêtes. L’équipe Dynamique se basera sur ces observations et sur des simulations Méso-NH de type LES pour étudier la contribution des processus dynamiques, microphysiques (en lien avec l’équipe Nuages) et d’échanges air-mer à la formation des vents de surface. (contact : Florian Pantillon)

Dynamique de sous-méso-échelle océanique et rétroactions vers la grande échelle

L’équipe cible les processus de sous-méso-échelle océanique (instabilités convectives et instabilités de cisaillement initiant une cascade directe vers le mélange) et les ondes acoustiques et gravitaires. Pour ce faire elle s’appuie sur une approche LES basée sur le cœur numérique compressible, non-hydrostatique, compressible de CROCO dont elle pilote le développement et l’optimisation sur les nouvelles architectures hétérogènes de calcul CPU/GPU. Aux échelles locales, régionales et à l’échelle du bassin méditerranéen (projet ANR MOTIONS) des simulations CROCO décamétriques, raffinées localement et couplées avec un modèle de couche limite atmosphérique simplifiée (ABL1D/3D) serviront de support à l’étude des rétroactions de la sous-méso-échelle sur les caractéristiques des masses d’eau et la circulation océanique. A l’échelle de l’interface océan-atmosphère, des simulations métriques, à phase résolue, couplées CROCO-Méso-NH permettront de mieux appréhender l’impact des vagues gravitaires et de leur déferlement sur les caractéristiques de la couche de mélange océanique. Toutes ces études s’appuieront en particulier sur des campagnes in-situ dédiées (GIB2020) et des mesures réalisées dans la soufflerie du SUSTAIN (Université de Miami). (contact : Francis Auclair)

La représentation des interactions entre la surface et l’atmosphère représente la deuxième source d’erreur dans les modèles numériques de prévision du temps et du climat. Une des difficultés réside dans la représentation de l’hétérogénéité de la surface et des processus atmosphériques qu’elle génère. Deux projets, MOSAI et LIAISE, dont les campagnes de mesures ont eu lieu en 2022 et 2023, seront valorisés notamment avec des thèses qui vont commencer dans le prochain quinquennal. Les questions abordées dans ces deux projets portent sur (1) la quantification de l’impact des hétérogénéités de surface sur les transports d’énergie dans la couche limite atmosphérique et la rétroaction de ces transports sur les échanges avec la surface, (2) l’effet de la non prise en compte de ces hétérogénéités dans les modèles de grande échelle, (3) l’amélioration de leur représentation dans ces dits modèles, (4) et enfin l’évaluation des modèles numériques de grande échelle avec des mesures long terme, comme celles de sites ACTRIS (P2OA, SIRTA, Météopole). Pour ce dernier point, les données et la hiérarchie de modèles utilisée dans le projet MOSAI permettront de construire des cas d’étude bien documentés qui seront soumis à la communauté. Par ailleur, le développement de méthodes et d’algorithmes de restitution de variables clés des processus dynamiques sera poursuivi à partir des instruments de la P2OA et des études de la couche limite observée sur le site. La représentation des hétérogénéités de surface dans les modèles numériques sera également étudiée à la transition mer-terre en terrain montagneux complexe insulaire avec les observations de la PCOA. (contact : Fabienne Lohou)