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Univ. Paris-Saclay

Les sujets de thèses

1 sujet IRAMIS

Dernière mise à jour : 28-03-2020


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• Physique théorique

 

Peut_on simuler le climat à l'aide d un ordinateur portable’

SL-DRF-20-1106

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l’Etat Condensé (SPEC)

Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes (SPHYNX)

Saclay

Contact :

Bérengère DUBRULLE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Bérengère DUBRULLE
CNRS - DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

0169087247

Directeur de thèse :

Bérengère DUBRULLE
CNRS - DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

0169087247

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/berengere.dubrulle/index.html

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/sphynx/

Les gaz à effet de serre produits par l’activité humaine influencent le climat de la Terre. Pour comprendre et prédire cette influence, la communauté scientifique utilise entre autre des simulations numériques du système climatique. Ce dernier est multi-composant, et implique une gamme pharaonique d’échelles : par exemple, la simulation de l’athmosphère (une des composantes du climat) requière en principe la prise en compte de toutes les echelles entre celle des ouragans (100 km) et celles à laquelle l’énergie est dissipée (0.1 mm), soit une gamme d’échelle de 1011. Cette gamme d’échelle est inaccessible aux plus grands ordinateurs existant actuellement, qui n’ont ni assez de mémoire, ni assez de CPU pour traiter un tel nombre de degré de libertés.La solution actuelle adoptée par les climatologues est d’introduire des « modèles de turbulence », grâce auquels l’influence des petites échelles est paramétrisée via des loi empirique, au prix de l’introduction de paramètres ajustables. Ainsi, un modèle de climat moderne en comporte plus de 100. L’ajustement de ces paramètres empiriques est alors un enjeu majeur, qui n’est pas encore résolu. De plus, ces modèles ne reproduisent pas les fluctuations extrêmes observées à très petite échelles, et peinent donc à reproduire des événements intenses comme les clyclones tropicaux.



Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche, qui consiste à considérer toute la gamme des échelles, mais en raréfiant le nombre d’échelles prises en compte au fur et à mesure que l’on descend en taille. Le modèle correspondant est sans paramètre ajustable, et peut etre simulé sur un ordinateur portable. Dans un premier temps, on testera le modèle sur des cas de référence de la turbulence (2D, 3D, Boussinesq), en étudiant notamment la capacité du modèle à reproduire la statistique des événements extrêmes de vorticité et de dissipation. Dans un deuxième temps, ce modèle sera couplé à un modèle simplifié de l'atmosphère, par exemple en utilisant le code DYNAMICO developpé à l'IPSL, ce qui permettra de valider l'intérêt de cette approche pour étudier l'impact du changement climatique sur les évenements extrêmes.

 

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