CNRM-GAME:Groupe de Météorologie de Grande Echelle et Climat (GMGEC) METEO-FRANCE & CNRS (URA1357)

Liste des Offres de Thèses/Post-Docs

Jacques Richon — 2011-01-11T14:40:00Z

Offres de Thèses : Après MASTER

Thème	Sujet détaillé	Encadrants	Lieu	Date
			CNRM, Toulouse

Offres de Post-Docs

Offre	Thème	Lieu	Date
		CNRM, Toulouse

Aurore Voldoire

rascol — 2010-08-27T07:30:10Z

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- Personal pages

NEMOMED8

sevault — 2010-02-18T14:52:32Z

Description

Le modèle NEMOMED8 est une version régionale sur la Méditerranée du modèle NEMO-V2 (Madec, 2008). La grille du modèle est la même que celle d'OPAMED8, ainsi que la bathymétrie de référence, mais cette nouvelle version permet la définition de partial cells, c'est-à-dire que la profondeur du dernier niveau est ajustée en fonction de la bathymétrie réelle et non plus constante. Les caractéristiques peuvent être résumées ainsi :

la résolution de la grille au 1/8° varie d'environ 12 km au sud à 9 km au nord du domaine ; cette résolution correspond environ au premier rayon de déformation et rend le modèle eddy-permitting et non pas eddy-resolving ; la grille est déformée au détroit de Gibraltar de façon à suivre la direction sud-ouest - nord-est du détroit et à y placer deux points de grille dans la largeur ;

43 niveaux verticaux de type Z avec une distribution inhomogène de 6 m d'épaisseur en surface à 200 m au fond et avec 25 niveaux dans les 1000 premiers mètres ; la profondeur maximale est de 4100 m dans le bassin Est (cf fig. 1) ; la profondeur du dernier niveau est ajustée en fonction de la bathymétrie réelle, grâce à l'option partial cells ;

Fig. 1 : bathymétrie du modèle NEMOMED8

une zone de buffer est placée en Atlantique après le détroit de Gibraltar de façon à permettre l'équilibre des bilans de sel et de chaleur de la Méditerranée ; on y effectue un rappel en température et salinité de la surface au fond vers la climatologie de Reynaud (Reynaud et al., 1998), ou vers des champs moyens interannuels ; ce rappel est très fort au point le plus éloigné de Gibraltar (3 jours) puis diminue lorsque l'on s'en rapproche (100 jours) ;

le modèle est utilisé avec l'hypothèse de surface libre et sans frottement le long des parois ;

le modèle peut être utilisé en configuration forcée par des flux issus de simulations atmosphériques ou bien couplée avec les modèles ARPEGE-Climat avec grille médias (centrée sur la mer Tyrrhénienne, environ 50 km de résolution sur la Méditerranée), ou ALADIN-Climat ;

la mer Noire n'est pas comprise dans la grille du modèle, elle est considérée comme un fleuve car elle est très peu salée, et on représente ainsi la différence de salinité résultant des courants au détroit des Dardanelles ; ailleurs on utilise le débit mensuel climatologique ou bien interannuel des 33 principaux fleuves se jetant en Méditerranée, ce qui permet éventuellement de s'affranchir d'un rappel en salinité ; on peut aussi introduire le modèle de routage des fleuves TRIP (Oki and Sud, 1998) dans le système couplé océan-atmosphère.

Applications

Le modèle régional de Méditerranée NEMOMED8 permet dans un premier temps de représenter la circulation thermohaline dans ce bassin. Celle-ci est imposée par les pertes de chaleur et d'eau à sa surface, d'où l'importance des flux qui sont imposés au modèle. A partir de là, les champs d'étude que nous explorons sont les suivants :

étude de la variabilité interannuelle et des tendances de la mer Méditerranée, comparaison aux observations dans le cas d'un forçage par les flux issus d'un downscaling dynamique de la réanalyse ERA40 du CEP par le modèle ARPEGE-Climat ; voir un exemple de simulation : version 2.1, septembre 2010, pdf.

simulation de l'impact du changement climatique : on effectue des simulations du 21ème siècle en suivant des scénarios issus du GIEC ;

comparaison entre simulations forcées et couplées : impact d'une Méditerranée interactive pour le climat méditerranéen et/ou impact d'une atmosphère interactive pour la mer Méditerranée ;

utilisation des sorties du modèle pour forcer des modèles côtiers aux bords (golfe du Lion, golfe de Gabès, mer Égée).

Collaborations

Le LOCEAN, Karine Béranger (ENSTA), ainsi que MERCATOR sont les interlocuteurs principaux. Le Laboratoire d'Aérologie (Observatoire Midi-Pyrénées) pour les études avec le modèle côtier SYMPHONIE.

Publications et notes techniques associées à ce modèle

Sevault F., S. Somot, J. Beuvier, 2009 : A regional version of the NEMO Ocean Engine on the Mediterranean Sea : NEMOMED8 user's guide. Note de centre GMGEC, CNRM, n°107. pdf

Beuvier, J., F. Sevault, M. Herrmann, H. Kontoyiannis, W. Ludwig, M. Rixen, E. Stanev, K. Beranger, and S. Somot, 2010 : Modelling the Mediterranean Sea interannual variability during 1961-2000 : focus on the Eastern Mediterranean Transient (EMT), J. Geophys. Res., doi:10.1029/2009JC005850.

Bibliographie :

Madec G., 2008 : NEMO ocean engine - version3.1 -. Note du Pôle de modélisation de l'IPSL n°27.

Oki T. and Y. C. Sud, 1998 : Design of Total Runoff Integrating Pathways (TRIP) - A global river channel network. Earth Interactions, 2.

Aurélien Ribes

ribes — 2010-02-16T13:45:35Z

Fonctions :
Chercheur de l'équipe Variabilité Détection Rétroactions
Chercheur associé de l'Institut de Mathématiques de Toulouse

E-mail : aurelien.ribes@cnrm.meteo.fr
Bureau : Bureau 288, 2° étage du batiment Navier
Téléphone : +33 (0)5 61 07 96 15
Fax : +33 (0)5 61 07 96 10
Adresse postale :
CNRM / GMGEC / VDR
42, Av. Gaspard Coriolis
31057 Toulouse Cedex, FRANCE

Thème de recherche :
La détection et l'attribution des changements climatiques (cf la rubrique recherche).

Ma thèse : "Détection statistique des changements climatiques" (2009).

Recherche

Publications

Conférences

ribes — 2010-02-16T13:44:34Z

Quelques supports de conférences (à venir dans peu de temps). - Aurélien Ribes

Publications

ribes — 2010-02-16T13:42:45Z

Ribes A, Azaïs J-M, PlantonS (2009) A method for regional climate change detection using smooth temporal patterns, Climate Dynamics, doi : 10.1007/s00382-009-0670-0, in press.

Quintana Segui P, Ribes A, Martin E, Habets F, Boé J (2009) Comparison of three downscaling methods in simulating the impact of climate change on the hydrology of Mediterranean basins, Journal of Hydrology, 383 (1-2), 111-124, doi : 10.1016/j.jhydrol.2009.09.050.

Ricard D, Beaulant AL, Boé J, Déqué M, Ducrocq V, Joly A, Joly B, Martin E, Nuissier O, Quintana Segui P, Ribes A, Sevault F and Somot S (2009) Impact du changement climatique sur les événements de pluie intense du bassin méditerranéen, La Météorologie, n°67, novembre 2009.

Ribes A, Azaïs J-M and Planton S (2009) Adaptation of the optimal fingerprint method for climate change detection using a well-conditioned covariance matrix estimate, Climate Dynamics : Volume 33, Issue 5, page707-722, doi : 10.1007/s00382-009-0561-4.

Recherche

ribes — 2010-02-16T13:35:50Z

Les études de détection et d'attribution se trouvent à la frontière de la climatologie et des statistiques. Mes centres d'intérêt scientifiques sont donc répartis entre ces deux disciplines :

mise en évidence statistique des changements climatiques (détection),

étude statistiques des liens de causalité entre les forçages externes du système climatique et les changements climatiques (attribution),

étude statistique de la variabilité interne du système climatique,

méthodes d'inférence statistique en grande dimension,

méthodes d'inférence statistique non-paramétriques.

Ecrire un nouveau article dans le site spip

rascol — 2010-01-20T08:46:14Z

Manuel pour les rédacteurs du site du GMGEC

Ecrire un article avec Spip

Martin Ménégoz

rascol — 2009-09-24T12:31:41Z

Martin Ménégoz

Doctorant au CNRM-GAME (Centre National de Recherches Météorologiques - Groupe d'études de l'Atmosphère Météorologique), Météo-France Groupe de Modélisation Grande Echelle et Climat (GMGEC) Unité Dynamique du Climat (UDC)

42 avenue Gaspard Coriolis 31057 Toulouse Cedex (bâtiment Navier (CNRM)) Contrat Météo-France (Janvier 2006-Janvier 2009)

Courriel : menegozmartin AT yahoo DOT fr

Sujet de Thèse

Curriculum Vitae

Rapports et publications

----- Sujet de Thèse -----

TITRE : MODÉLISATION DES RÉTROACTIONS DES AÉROSOLS SUR LE CLIMAT

Encadrant :

David Salas y Mélia (CNRM)

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1. Contexte scientifique de la thèse : aérosols et climat

L'impact radiatif des aérosols constitue actuellement un facteur d'incertitude majeur limitant la compréhension des évolutions climatiques récentes et l'estimation des tendances climatiques futures. En effet, si l'on sait aujourd'hui que l'augmentation des gaz à effet de serre joue dans le sens d'un réchauffement du climat, en piégeant près de la surface terrestre une part croissante du rayonnement infrarouge réémis vers l'espace, l'impact des aérosols sur le climat est nettement moins bien connu.

Par ciel clair, les aérosols absorbent et diffusent le rayonnement solaire qui arrive à la surface de la terre, c'est ce que l'on appelle l'effet direct des aérosols. Les aérosols jouent par ailleurs le rôle de noyau de condensation pour les gouttelettes d'eau nuageuse. Changer la concentration et la taille des aérosols modifie les caractéristiques physiques des nuages et en particulier leurs propriétés radiatives. C'est ce que l'on appelle les effets indirects des aérosols sur le climat.

Pour évaluer les effets directs et indirects des aérosols, il est tout d'abord nécessaire de connaître leur composition chimique et leurs propriétés physiques. Qu'ils soient d'origine anthropique ou naturelle, on classe communément les aérosols en deux familles : les aérosols primaires, directement émis dans l'atmosphère, et les aérosols secondaires, issus de réactions chimiques se produisant dans l'atmosphère. De nombreux processus physico-chimiques dans l'atmosphère devront être appréhendés pour étudier les variations spatio-temporelles des aérosols.

L'objectif de ma thèse est double : il consiste à décrire les évolutions spatio-temporelles des aérosols atmosphériques et à étudier les rétroactions de ces aérosols sur le climat, via la représentation du forçage radiatif de ces aérosols dans l'atmosphère. Ces aspects sont présentés dans la suite de ce résumé.

2. Objectifs de la thèse

2.1. Presentation générale

Le modèle de climat couplé global du CNRM comprend actuellement un modèle de circulation générale atmosphérique (ARPEGE-CLIMAT), un modèle d'océan (OPA), un module de routage des fleuves (TRIP), et un modèle de glace de mer (GELATO) ; l'ensemble est couplé par le logiciel OASIS. Il faut noter que dans cet ensemble les aérosols sont actuellement prescrits par des observations ou des projections futures ; leur action sur le rayonnement (effet direct) est incluse, mais leur impact climatique via la formation des nuages ou les précipitations (effets indirects et semi-directs) reste peu ou mal décrit. Le CNRM a par ailleurs développé un modèle indépendant de chimie-transport, appelé MOCAGE, capable de simuler les évolutions des espèces gazeuses et aérosols.

La première étape de la thèse consiste à évaluer les quantités et les distributions des aérosols atmosphériques à l'aide de simulations réalisées avec le modèle MOCAGE. Ces simulations doivent être validées à l'aide de comparaisons avec d'autres modèles numériques et avec des observations (images satellites, filtres à aérosols, archives glaciaires, etc...). La deuxième étape de la thèse est la réalisation d'un couplage entre MOCAGE et ARPEGE-CLIMAT dans le but d'évaluer l'impact des aérosols sur le système climatique.

2.2. Modélisation des aérosols dans l'atmosphère

Il existe plusieurs versions du code numérique MOCAGE. La version de base qui a été utilisée est une version permettant de modéliser le comportement des aérosols de carbone-suie (Black-Carbon, BC) et des poussières désertiques.

Pour les carbone-suies, le modèle prend en compte des cadastres d'émissions en surface. Le cadastre qui a été utilisé dans un premier temps est celui de l'inventaire d'émission du projet " Global Emissions Inventory Activity " (GEIA), représentatif de l'année 1985. Ce cadastre d'émissions représente les quantités de carbone-suie émises en surface, et précise aussi les caractéristiques des particules émises, c'est à dire leur granulométrie et leur densité. Dans un contexte de validation sur une période plus récente, les émissions du projet " Aerosol Comparisons between Observations and Models " (AeroCom), représentatifs de l'année 2000 ont été intégrées à MOCAGE. Notons que ces cadastres d'émissions sont mensuels.

L'émission en surface des poussières désertiques est représentée par un module d'arrachement des particules, celui-ci dépendant des forçages météorologiques, ainsi que de la rugosité et de l'humidité du sol.

La représentation des aérosols soufrés a aussi été intégrée au code MOCAGE. Les carbone-suies et les poussières désertiques sont des aérosols primaires et ils sont considérés dans le code comme inerte chimiquement. Les aérosols soufrés sont par contre des aérosols secondaires, produits à partir de gaz précurseurs naturels et anthropiques.

Une paramétrisation du cycle du soufre a été intégrée au code MOCAGE, dans l'objectif de représenter le comportement des aérosols sulfatés. Le modèle prend en compte six espèces soufrées : le sulfure de diméthyle (DMS), le dioxide de soufre (SO2), le sulfure d'hydrogène (H2S), l'oxysulfure de diméthyle (DMSO), l'acide méthanesulfonique (MSA) et le sulfate non marin (SO42-). Quatre oxydants interviennent dans ce schéma chimique : l'ion hydroxyde (OH), le peroxyde d'hydrogène (H2O2), l'ion nitrate (NO3-) et l'ozone (O3). On suppose que les espèces intermédiaires non prises en compte ont une durée de vie courte devant celle des espèces considérées. De plus, les espèces soufrées sont pronostiques alors que les oxydants sont prescrits en prenant en compte leur variabilité diurne et mensuelle. Le cycle du soufre fait intervenir des réactions en phase gazeuse ainsi que des réactions en phase aqueuse.

Les réactions en phase gazeuse sont représentées par un schéma chimique dérivé du schéma chimique complet déjà existant dans MOCAGE. Ce nouveau schéma chimique, beaucoup plus léger en terme de temps de calcul, ne prend en compte que les réactions faisant intervenir les espèces soufrées (sept réactions chimiques).

La chimie aqueuse est intégrée dans une autre paramétrisation. Celle-ci est inspirée du modèle de Pham (Pham et al., 19995). Elle décrit la dissolution des espèces soufrées et des oxydants H2O2 et O3, le calcul du pH dont dépendent des constantes chimiques ainsi que deux réactions produisant des sulfates.

Les espèces soufrées émises en surface sont, comme les carbones-suies, issues de cadastres d'émissions (GEIA, et AeroCom) : le DMS est essentiellement d'origine océanique, le SO2 et le H2S sont majoritairement émis par les activités anthropiques, les feux de biomasse et l'activité volcanique.

Plusieurs simulations tests on été lancées sur la période couvrant l'automne 2004 et l'année 2005, avec l'inventaire d'émissions GEIA dans un premier temps et l'inventaire d'émissions AEROCOM dans un deuxième temps. Ces premiers tests ont permis de vérifier à quel contenu atmosphérique en aérosol conduit l'équilibre entre les différentes sources (chimie, émissions) et puits (lessivage, dépôt sec, sédimentation des particules). Les distributions spatiale des aérosols obtenues lors de ces expériences de modélisation ont aussi mis en évidence les atouts et les défauts du modèle.

2.3. Interactions entre les aérosols et le climat

La seconde étape de ma thèse consiste à étudier les interactions entre les aérosols et le système climatique. Pour cela, un couplage va être réalisé entre le code MOCAGE et le modèle de circulation atmosphérique du CNRM, ARPEGE-CLIMAT. La création de cet outil consiste à faire évoluer les deux codes simultanément : ARPEGE fournit les champs météorologiques à MOCAGE : l'humidité, la température, les vitesses de vent et la pression atmosphérique. A partir de ces données, le code MOCAGE actualise les distributions d'aérosols, celles-ci sont envoyées à ARPEGE-CLIMAT, qui les utilise pour calculer les forçages radiatifs de chaque type d'aérosol, et intégrer ensuite des forçages dans le cadre de simulations climatiques.

Cet outil devra bien sûr être validé : les simulations seront confrontées à des observations et à d'autres modèles. Des exercices de simulations réalisées sur la période 1950-2000 permettront d'étudier en détail les rétroactions des aérosols sur le climat.

----- Curriculum Vitae -----

MA FORMATION :

2003-2004 : Master de Recherche, (2ème année), option "Océan, Atmosphère, Hydrologie" (Université J. Fourier de Grenoble, 38).

2003 : Diplômé de l'École Nationale Supérieure d'Hydraulique et de Mécanique de Grenoble (groupe INPG) option "Hydraulique et Environnement"

2000 : Cycle Préparatoire Polytechnique de l'INPG

MON EXPERIENCE :

Depuis janvier 2006 : Doctorant au CNRM (Météo-France) : Etude des rétroactions des aérosols sur le système climatique

2005 : CDD à HYDRETUDES (agence de Gap, 05), bureau d'études en hydraulique

Hydraulique de rivière et réseaux d'eau (études & maitrîse d'oeuvre)

2004 : Projet de recherche avec l'IRD (Institut de Recherche pour le Développement), en partenariat avec l'institut de météorologie et d'hydrologie de Quito (Équateur)

Etude de la relation glacier-climat, mesure et modélisation du bilan d'énergie à la surface d'un glacier tropical.

Mise en place de stations météorologiques et hydrologiques.

2003 : Stage avec l'IRD et le LGGE (Laboratoire de Glaciologie et de Géophysique de l'Environnement)

Etude du bilan d'énergie et des flux turbulents à la surface d'un glacier tropical.

2002 : Stage à GÉOLITHE (38)

Caractérisation des risques d'avalanches, étude des moyens de protection associés

----- Rapports et publications -----

--- Articles et posters ---

M. Menegoz, V. Guemas, D. Salas y Melia, A . Voldoire : Winter interactions between aerosols and weather regimes in the North-Atlantic European region, soumis en 2009

M. Menegoz, D. Salas y Melia, M. Legrand, H.Teyssedre, M. Michou, V-H. Peuch, M. Martet, B. Josse, and I.Dombrowski-Etchevers, Equilibrium of sinks and sources of sulphate over Europe : comparison between a six-year simulation and EMEP observations, Atmos. Chem. Phys., 9, 4381-4415, 2009

M. Menegoz, M et al., "A six-year simulation of sulphate aerosol over Europe : analysis and comparison with EMEP observations" (poster),IGAC Conference, Annecy, 2008.

M. Menegoz, I. Etchevers, M. Martet,M. Michou, V-H. Peuch, D. Salas Melia, H. Teyssèdre, 2007, "A three-dimensionnal study of sulphates, black-carbon and dust aerosols" (poster) A-train Lille 2007 Symposium : Bringing together a-train observations and modelling to understand aerosol and clouds.

Menegoz, Favier, Wagnon, Chazarin,"Study of the surface boundary layer on Antizana glacier (Ecuador, 0.25° S, 78.09 W, 4890 m asl) and estimation of turbulent fluxes" (poster) ,deuxième symposium sur les bilans de masse des glaciers andins, Huaraz, Perou, du 6 au 9 Juillet 2004.

Favier, Wagnon, Menegoz, Chazarin, Sicart, "Bulk Method Accuracy for Turbulent Heat Flux Computations over Antizana Glacier 15, Ecuador ", soumis en Août 2005.

--- Rapports ---

Menegoz, M., 2004 : Etude de la couche limite atmosphérique sur le glacier de l'Antizana (Equateur) et estimation des flux turbulents, Rapport de stage de Master, 50 pages.

* * * * *

Liste des Post-Docs et visiteurs scientifiques

rascol — 2009-09-07T14:01:11Z

Post-Docs and Visiting scientists

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Ramdane Alkama-Projet CYMENT

François Borchi

Clotilde Dubois

Marine Herrmann-Projet MEDUP

Philippe Moinat-contrat GEMS

Dirk Olivié-Projet QUANTIFY

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Gilles Bellon-Visiteur scientifique

Soline Bielli-Projet IRCAAM

Sandro Calmanti-Projet CICLE

Hannah Clark-contrat SCOUT-03

Robin Clark-Projet DEMETER

Sébastien Conil (2005-2006)-Projet ENSEMBLES

Eduardo Da Costa (2004-2006)-Projet MERSEA

Bertrand Decharme-Projet IMPACT BOREAL

Clotilde Dubois-Projet Ensembles

Laaziz El Amraoui-financement CNES/LA

Nellie Elguindi-Visiteur scientifique

Hervé Grenier (1999-2002)-Projet EUROCS

Marine Herrmann-Projet MEDUP

Herve Le Berre

Freddy Lek-Projet IAGOS

Virginie Lorant-Projet AMMA-Jean-François Guérémy et Hervé Douville -Prévision saisonnière sur l'Afrique de l'Ouest.

Marc Lucas -Projet ANR-CICLE-Serge Planton, Samuel Somot, Michel Déqué, Florence Sevault.Faisabilité d'un modèle régional-global quadri-couplé centré sur la mer Méditerranée.

Karine Maynard-Projet Promise (2000-2002)-Projet PRISM (2002-2005)

Marie-Pierre Moigne-Projet ANR-CICLE

Anna Pirani (2004-2006)-Projet MERSEA

Benjamin Pohl-Projet AMMA

Polasam Rao (2005)-Financement CEFIPRA

Emilia Sanchez-Projet ENSEMBLES

Sangeet Srivastava -Visiteur scientifique

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Martin Ménégoz

Martin Ménégoz

----- Sujet de Thèse -----

TITRE : MODÉLISATION DES RÉTROACTIONS DES AÉROSOLS SUR LE CLIMAT

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1. Contexte scientifique de la thèse : aérosols et climat

2. Objectifs de la thèse

2.1. Presentation générale

2.2. Modélisation des aérosols dans l'atmosphère

2.3. Interactions entre les aérosols et le climat

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