impact du transport aérien sur l’atmosphère et le climat (itaac)
DESCRIPTION
Simulation en basse stratosphère à très haute résolution de la turbulence de fond atmosphérique O. Thouron , R. Paoli, J. Picot, D. Cariolle. Impact du Transport Aérien sur l’Atmosphère et le Climat (ITAAC). t = 0 s. t ~ 10 s. ~50 m. t ~ 100 s. Jet regime. t ~ 1000 s. Vortex regime. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Impact du Transport Aérien sur l’Atmosphère et le Climat (ITAAC)
... to global scales
t = 0 s.
a few hours
t ~ 1000 s.
t ~ 100 s.
t ~ 10 s.
Vortex regimeDissipation regime
Diffusion regime
Jet regime
~ 1 km
~50 m
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Etude de l’impact de la turbulence atmosphérique de fond sur le régime de dissipation des contrails
... to global scales
t = 0 s.
a few hours
t ~ 1000 s.
t ~ 100 s.
t ~ 10 s.
Vortex regimeDissipation regime
Diffusion regime
Jet regime
~ 1 km
~50 m
Impact de la turbulence de fond
atmosphérique
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Simulations idéalisées du régime de diffusion dans tranche atmosphérique sous différents niveaux de turbulence Implémentation d’un schéma de forçage turbulent de Paoli et Shariff (2009) dans méso-NH
Evaluer les performances de ce couplage pour représenter la turbulence de fond de l’UTLS: Écart type des fluctuations des composantes du vent:U’, Echelle de flottabilité: Lf=U’/N; N=fréquence de Brunt-
Vaisala, Spectre de l’énergie totale et cinétique
Etude de l’impact de la turbulence atmosphérique de fond sur le régime de dissipation des contrails
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Deux domaines de simulation de 10m3 avec une résolution de 10cm: sans stratification (SS) avec stratification (AS) N=0.013.s-1
3 composantes du vent forcées
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Deux domaines de simulation de 10m3 avec une résolution de 10cm: sans stratification (SS) avec stratification (AS) N=0.013.s-1
-5/3
3 composantes du vent forcées
Spectre de Ek
(u’,v’,w’)
Ek
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Deux domaines de simulation de 10m3 avec une résolution de 10cm: sans stratification (SS) avec stratification (AS) N=0.013.s-1
-5/3-5/3
3 composantes du vent forcées
Sans stratification: Turbulence isotrope
->Comportement attendu
Avec stratification: Pas d’impact de la stratification à ces échelles
-> Turbulence isotrope.
Spectre de Ek
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Niveau de turbulence
A B C
Verticalement:4km, Dz=20m
Verticalement:2km, Dz=10m
AZ20m
AZ10m
BZ20m CZ20m
BZ10m CZ10m
Horizontalement:2km2 , Dx=Dy=10m
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u ’, v’, w’ Ek
Niveau de turbulence
A B C
Verticalement:4km, Dz=20m
Verticalement:2km, Dz=10m
AZ20m
AZ10m
BZ20m CZ20m
BZ10m CZ10m
Horizontalement:2km2 , Dx=Dy=10m
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Décomposition spectrale sur l’horizontale de:Energie
totale=Ek+Ep
Energie cinétique=Ek
Niveau de turbulence
A B C
Verticalement:4km, Dz=20m
Verticalement:2km, Dz=10m
AZ20m
AZ10m
BZ20m CZ20m
BZ10m CZ10m
Horizontalement:2km2 , Dx=Dy=10m
-5/3
-2
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Décomposition spectrale sur l’horizontale de:Energie
totale=Ek+Ep
Energie cinétique=Ek
Niveau de turbulence
A B C
Verticalement:4km, Dz=20m
Verticalement:2km, Dz=10m
AZ20m
AZ10m
BZ20m CZ20m
BZ10m CZ10m
Horizontalement:2km2 , Dx=Dy=10m
-5/3
-2
Waite (2011): Dz<Lf
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Décomposition spectrale sur la verticale de:Energie totale=Ek+Ep
Energie cinétique=Ek
Niveau de turbulence
A B C
Verticalement:4km, Dz=20m
Verticalement:2km, Dz=10m
AZ20m
AZ10m
BZ20m CZ20m
BZ10m CZ10m
Horizontalement:2km2 , Dx=Dy=10m
-2
-5/2
![Page 13: Impact du Transport Aérien sur l’Atmosphère et le Climat (ITAAC)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062301/56814cf7550346895dba0436/html5/thumbnails/13.jpg)
Niveau de turbulence
MoyenFort Bas10m3
Dx=Dy=Dz=10cm
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Niveau de turbulence
MoyenFort Bas10m3
Dx=Dy=Dz=10cm
Waite (2011): Dz<Lf
Décomposition spectrale sur l’horizontale de
l’énergie cinétique=Ek
-5/3
-3
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-5/3
-3
Niveau de turbulence
MoyenFort Bas10m3
Dx=Dy=Dz=10cm
Waite (2011): Dz<Lf
Décomposition spectrale sur l’horizontale de
l’énergie cinétique=Ek
Critère de Waite (2011): Dz<Lf
Dans cette configuration Ekh ~kh-(5/3) et Ekv
~kv-2
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Nastrom et Gage, 1985: >~10km ->-3 ~10km-~2km -> -5/3
Observation
Waite, 2011: ~2km-~1km -> -2 si Dz<Lf
Modélisation
Wroblewski, 2009: ~1km-~10m -> -5/3
Observation
Spectres horizontaux
Spectres Verticaux
Lindborg, 2006: >~10km-~2km -> -3
Waite, 2011: ~2km-~1km -> -2.5 si Dz<Lf
Observation
Modélisation
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Nastrom et Gage, 1985: >~10km ->-3 ~10km-~2km -> -5/3
Observation
Waite, 2011: ~2km-~1km -> -2 si Dz<Lf
Modélisation
Wroblewski, 2009: ~1km-~10m -> -5/3
Observation
Spectres horizontaux
Spectres Verticaux
Lindborg, 2006: >~10km-~2km -> -3
Waite, 2011: ~2km-~1km -> -2.5 si Dz<Lf
Observation
Modélisation
Critère de Waite (2011): Dz<Lf
Dans cette configuration Ekh ~kh-(5/3) et Ekv
~kv-2
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Dürbeck et Gerz, 1995: h2=2Dht+h,0
2 ; h,0~100m Dh: 15-20 m2s-1
![Page 19: Impact du Transport Aérien sur l’Atmosphère et le Climat (ITAAC)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062301/56814cf7550346895dba0436/html5/thumbnails/19.jpg)
DDhh~20 m~20 m22ss-1-1
Dürbeck et Gerz, 1995: h2=2Dht+h,0
2 ; h,0~100m Dh: 15-20 m2s-1
![Page 20: Impact du Transport Aérien sur l’Atmosphère et le Climat (ITAAC)](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062301/56814cf7550346895dba0436/html5/thumbnails/20.jpg)
Etude de l’impact de la turbulence atmosphérique de fond sur le régime de dissipation des contrails
Projet PRACE (soumis): Etude de la turbulence atmosphérique dans UTLS: domaine de 4km3 à 2m de résolution
Projet INCITE(soumis): Etude de l’impact de la turbulence atmosphérique sur la phase de dissipation des contrails: domaine de 4km3 à 2m de résolution
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Time
0-5min 5-11min 11-17min