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| Année (Module) : | 3A (C) |
| Professeurs : | DIDIER PAILLARD, PASCAL YIOU, PASCALE BRACONNOT, Benjamin QUESADA, Pauline BEGHIN |
| Maîtres de conférence : | Nadia Mkhinini |
L'étude du système climatique de la Terre est une science très interdisciplinaire incluant l'étude de l'atmosphère, de l'océan, des continents (sol, végétation, couverture neigeuse, glaces terrestres) qui interagissent à travers des processus physiques, chimiques et biologiques. L'objectif de ce cours est d'introduire les concepts de base nécessaires à la compréhension du climat et de ses variations en mettant l'accent sur le rôle de l'atmosphère, de l'océan, de la glace de mer et de leur interaction. Grâce à des modèles conceptuels simples, les principaux processus régissant l'équilibre et les variations du climat sont présentés. Les paramètres extérieurs et les rétroactions permettant d'expliquer les variations à certaines échelles sont détaillées. L'étude de l'effet de serre anthropique permet d'aborder la modélisation numérique du climat. Cette dernière étude donne lieu à des séances de travaux pratiques utilisant des modèles climatiques.
Les sujets traités sont :
1. Les bases physiques du système climatique. Une introduction sera tout d'abord donnée sur les notions de base du climat, notamment, sur le bilan radiatif de la Terre, l'effet de serre de l'atmosphère, le cycle et l'équilibre de l'énergie, le cycle de l'eau et le cycle du carbone. Les modèles simples basés sur l'équilibre d'énergie seront ensuite manipulés pour mettre en évidence ces notions de base. Ceci comprend un modèle 0D et un modèle 1D en latitude.
2. Les processus physiques dans une colonne d'atmosphère. Seront traités ici le transfert radiatif, la convection, la turbulence dans la couche limite et la micro-physique des nuages. Un modèle explicite formulé en dimension verticale sera utilisé pour étudier la sensibilité du climat à une perturbation radiative. La notion de rétroaction sera introduite ici.
3. La modélisation de l'écoulement géophysique. Les équations de base seront tout d'abord introduites, comprenant l'équation dynamique, l'équation thermodynamique, l'équation de continuité et l'équation d'état pour l'air. L'analyse de l'ordre de grandeur des différents termes mettra en évidence les grands mouvements d'équilibre dans l'atmosphère. Les méthodes numériques (spectrale ou en différence finie) seront présentées et comparées. Les contraintes scientifiques ou techniques seront discutées à l'aide d'un modèle à l'équation de vorticité barotrope et d'un modèle de l'eau peu profonde.
4. Le modèle de circulation générale atmosphérique. Un modèle de circulation générale atmosphérique sera construit à faible résolution spatiale. Il sera ensuite nécessaire de maîtriser les opérations de base pour sa manipulation. Les éléments fondamentaux de la circulation seront traités, notamment la circulation de Hadley, la circulation tourbionnaire et l'instabilité barocline dans les moyennes et hautes latitudes. Les caractères chaotiques de l'atmosphère et la limitation de la prévision météorologique seront également traités à travers un exercise de perturbation des conditions initiales.
5 et 6. Les questions scientifiques étudiées à travers la modélisation. Quelques exemples d'utilisation de la modélisation pour le climat seront présentés. Le réchauffement anthropique de la planète et la projection du climat dans le futur sera traité en premier. La prévisibilité du climat à l'échelle inter-annuelle sera également étudiée à travers les mécanismes d'interaction océan-atmosphère et les mécanismes de téléconnexion globale. Le phénomène El Niño - Oscilation australe sera détaillé dans un modèle couplé océan-atmosphère.
ATTENTION : Ce cours est programmé dans le créneau Ba MAIS AUSSI HORS CRENEAU ENSTA, les jeudis après-midi. Consultez la programmation détaillée.
Rapports de TP, contrôle continu, contrôle écrit final.
http://www.ice.uvsq.fr/web/webICE13.html#climat-evol
voie SMC ; module électif "océanologie"
Climat
Dernière mise à jour: 07/11/2012, par beynet
(resp.: mortier)