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Post-doctorant (H/F) en science du climat: Paramétrisation de l'impact des l'hétérogénéités de surface sous-maille sur le couplage mécanique entre la surface continentale et l'atmosphère dans les modèles de climat

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 31 janvier 2023

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Informations générales

Référence : FR636-EVEMAG-103
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mardi 10 janvier 2023
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 19 mois
Date d'embauche prévue : 1 avril 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : De 2889,51 € à 4 082,90 € Brut agent selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

L'objectif de ce travail est de développer une paramétrisation du drag de surface exercé sur l'écoulement à grande échelle en présence d'hétérogénéités de surface à l'échelle sous-maille.

Activités

La personne sélectionnée commencera par analyser des simulations de grands tourbillons d'écoulements atmosphériques typiques - c'est-à-dire des simulations dans lesquelles la plupart des mouvements turbulents à petite échelle, ceux qui transportent la chaleur, l'humidité et la quantité de mouvement, sont explicitement résolus - qui ont été exécutées sur des surfaces hétérogènes. De telles simulations permettront de caractériser le freinage (drag) effectif de l'écoulement et la hauteur de mélange (blending height) en fonction de diverses caractéristiques de l'hétérogénéité de surface à différentes échelles.
Une première visite au CNRM lui permettra de se familiariser avec les LES et de commencer à développer des diagnostics pertinents dans les simulations LES existantes.
Sur la base de ces résultats et d'une analyse approfondie de la littérature concernant le drag du vent sur des surfaces inhomogènes, une paramétrisation de la traînée de surface pour le modèle de circulation générale LMDZ (composante atmosphérique du modèle climatique couplé IPSL-CM) sera développée.
Plusieurs options peuvent être envisagées pour la paramétrisation, mais une approche simple et directe consistera à trouver une nouvelle formulation d'une longueur de rugosité dite "effective". Pour développer, tester et ajuster la nouvelle paramétrisation, des comparaisons directes entre les simulations LES et LMDZ grâce à des configurations unicolonne seront possibles sur des cas d'étude de référence comme celui construit à partir de Darbieu et al. (2015) dans le cadre du projet MOSAI (voir ci-dessous). Cependant, une comparaison robuste entre LMDZ en mode unicolonne et la LES nécessite l'utilisation d'un modèle commun de surface continentale.
La mise en œuvre d'un modèle de surface simplifié pouvant être connecté à la fois à LMDZ et à la LES sera donc nécessaire pour prendre en compte le couplage entre l'atmosphère et les surfaces hétérogènes indépendamment de la complexité des modèles de surface continentale couramment utilisés dans les modèles climatiques.
Lors d'une seconde visite au CNRM, lla personne recrutée connectera le modèle de surface simplifié à SURFEX (la plateforme de modélisation de surface développée par Météo-France) afin de produire des simulations MesoNH (LES) couplées à un module de surface simplifié.

Compétences

- Doctorat en sciences du climat ou en physique de l'atmosphère ou en modélisation des échanges surface-atmosphère ou en des processus de couche limite atmosphérique
- Compétences avérées en programmation sur machine UNIX.
- Bonne connaissance des langages Fortran et python fortement recommandée.
- Capacité à travailler en collaboration avec les membres de l'équipe d'accueil et du projet.
- Candidature à déposer avec CV, lettre de motivation détaillée expliquant l'intérêt pour le projet de recherche et une liste complète de publication..

Contexte de travail

- Au sein de l' équipe EMC3 du LMD (à Paris) avec des séjours courts (6 mois sur 19 ou 24) au CNRM/GMME/MOANA (Toulouse).
L'équipe EMC3 (Etude et Modélisation du Climat et du Changement Climatique)
est l'un des groupes de recherche du Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD). Les activités de l'équipe EMC3 sont motivées par la volonté d'améliorer notre compréhension des processus physiques qui régissent l'état moyen et la variabilité du climat et d'anticiper son évolution future. Pour ce faire, l'équipe s'appuie sur une variété d'observations et de modèles, avec des résolutions et une complexité variées. Dans ce contexte, une activité essentielle du groupe EMC3 est le développement du modèle de circulation générale LMDZ (Hourdin et al., 2020}, la composante atmosphérique du modèle du système terrestre IPSL {Boucher et al., 2020}. Un accent particulier est mis sur le développement de "paramétrisations physiques" : des formulations mathématiquement et physiquement cohérentes des processus qui sont trop fins pour être représentés explicitement à la résolution du modèle. Cela concerne en particulier les processus nuageux et les échanges avec les surfaces continentales {Cheruy et al. ,2020}. Le groupe EMC3 entretient une collaboration étroite et durable avec le CNRM dans le cadre du GDR DEPHY et de plusieurs ANR (High Tune, MOSAI ... ).
Le présent post-doctorat est financé par le projet ANR MOSAI, d'une durée de 4 ans, qui a débuté en avril 2021. Le projet vise à obtenir une évaluation précise des échanges terre-atmosphère à toutes les échelles, étape cruciale pour mieux comprendre le moteur climatique global et sa modélisation. Trois questions scientifiques principales motivent le projet MOSAI : (i) Comment évaluer correctement les simulations des échanges terre-atmosphère avec les observations locales ? (ii) Peut-on proposer de nouvelles méthodologies pour la comparaison observation-modèle ? (3) Comment améliorer la représentation du couplage terre-atmosphère dans les modèles numériques de prévision du temps et du climat ? La combinaison de nouvelles observations collectées sur trois sites instrumentés permanents et d'une large gamme de modèles, allant des simulations de grands tourbillons aux modèles climatiques, est utilisée pour répondre à ces questions
- Durée du contrat de 19 à 24 mois selon expérience.

Contraintes et risques

6 mois au CNRM (Toulouse).

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