DOCTORANT (H/F) sur le Couplages entre agrégation convective et circulations tropicales à l'échelle intrasaisonnière

Description du Poste

Sujet De Thèse

Le Laboratoire de Météorologie Dynamique recherche un étudiant pour effectuer une thèse sur le rôle de l’aggrégation de la convection sur les circulations associées aux modes de variabilité tropicale et aux zones de convergence de grande échelle. Les systèmes orageux sur continent peuvent en effet fusionner lors du cycle diurne, ce qui peut moduler les circulations atmosphériques à plus grande échelle. La compréhension de ce couplage entre organisation convective profonde, circulation dans les zones de convergence et modes de variabilité intrasaisonnière représente un défi théorique pour le lien météorologie-climat, mal représenté dans les modèles climatiques traditionnels et mal contraint dans les projections climatiques futures.

Votre Environnement de Travail

L’objectif de cette thèse est d’améliorer notre compréhension des mécanismes fondamentaux du couplage convection organisée et circulation dans les tropiques. L’intention principale est de mettre en évidence la manière dont la croissance des agrégats convectifs peut amplifier, ou entretenir dans le temps, certains modes de circulation. Nous nous concentrerons sur le rôle de la convection dans deux régions emblématiques : les systèmes convectifs se formant dans les méandres de la ZCIT (Zone de Convergence InterTropicale) sur l’océan Atlantique tropical, et les agrégats couplés aux ondes d’Est Africaines. Les propriétés d’intérêt, associées à la circulation dans chacune des régions et mentionnées dans la litérature, sont les suivantes : l’amplitude des méandres de la ZCIT (Mapes et al. 2018), l’amplitude et la durée des ondes d’Est (Norquist et al. 1977, Berry & Thorncroft 2012), la convergence moyenne et les flux verticaux de quantité de mouvement (Lafore et al. 1988), et l’échelle horizontale des circulations associées. L’hypothèse de travail principale que se propose de tester ces travaux de thèse est la suivante : il existe une échelle critique sur la taille des structures convectives organisées, en-deçà de laquelle la circulation joue principalement un rôle de forçage sur la convection, et au-delà de laquelle la convection peut forcer, ou rétroagir sur, certaines propriétés de la circulation à plus grande échelle.
La méthodologie proposée comporte une dimension d’analyse de données et l’utilisation de modèles théoriques. Les données analysées utiliseront les sorties de simulations numériques à échelle kilométriques existantes, observations des satellites géostationnaires et réanalyses ERA5, dans lesquelles est appliqué un algorithme de suivi lagrangien des agrégats convectifs organisés. L’étudiant.e commencera par caractériser les propriétés des modes de circulations mentionnées ci-dessus, en fonction de la phase de développement des structures convectives, et développera des diagnostics pour calculer les échelles caractéristiques associées aux circulations atmosphériques. Dans un second temps, on utilisera des formulations théoriques simples pour représenter la croissance des structures convectives organisées et l’évolution des ondes tropicales, afin d’étudier leur couplage et les relations de forçages et rétroaction qui peuvent se produire. On cherchera à reproduire les comportements diagnostiqués dans les observations pour tester l’importance des mécanismes de couplage, en testant plusieurs configurations : avec et sans convergence de grande échelle, en régime stationnaire pour quantifier la sensibilité à la taille des structures, en régime transitoire pour permettre la croissance de la structure convective, en activant ou désactivant certains mécanismes de couplage.
Ce travail permettra de fournir des éléments à la quantification de biais systématiques sur les estimations de précipitations tropicales futures, car la convection organisée et certains modes de variabilité tropicale sont mal représentés dans les modèles traditionnels. Si le temps le permet, l’étudiant pourra compléter son analyse en réalisant des simulations avec le modèle Meso-NH forcé par différents types d’ondes tropicales, pour quantifier les biais provenant de l’omission de l’effet de la convection sur la circulation atmosphérique.
Cette thèse se déroulera au Laboratoire de Météorologie Dynamique à l'ENS dans l'équipe DPA (co-encadrement par Benjamin Fildier), en collaboration étroite avec l'équipe EMC3 (Nicolas Rochetin) et le CNRM (Philippe Peyrillé). Le travail consiste à utiliser la programmation informatique scientifique, principalement en Python, Bash et Fortran pour mener des analyses de données et simulations numériques sur supercalculateur. Les calculs sont effectués sur les serveurs de calcul ESPRI de l'IPSL et GENCI au TGCC et à l’IDRIS. Au niveau national, le thème de recherche s'insère dans les priorités scientifiques de l'INSU comme souligné dans la récente prospective scientifique. C'est un thème aussi très actif à l'international avec en particulier l’émergence des modèles climatiques à échelles kilométriques, comme les projets DYAMOND et nextGEMS, auxquels la France, l’Allemagne et les États-Unis participent notamment. A ce titre, des missions à l'étranger dans le cadre de colloques sont prévues au cours de la thèse. Ce projet contribue à une dynamique de recherche qui étudie les interactions multiéchelle affectant les pluies extrêmes, sur les financements européens de l’ERC Starting Grant RECONCILE.

Contraintes et risques

-

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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