Impact du Transport Aérien sur lAtmosphère et le Climat (ITAAC)... to global scales t = 0 s. a few hours t ~ 1000 s. t ~ 100 s. t ~ 10 s. Vortex regime.

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2 Impact du Transport Aérien sur lAtmosphère et le Climat (ITAAC)... to global scales t = 0 s. a few hours t ~ 1000 s. t ~ 100 s. t ~ 10 s. Vortex regime Dissipation regime Diffusion regime Jet regime ~ 1 km ~50 m

3 Etude de limpact 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 regime Dissipation regime Diffusion regime Jet regime ~ 1 km ~50 m Impact de la turbulence de fond atmosphérique

4 Simulations idéalisées du régime de diffusion dans tranche atmosphérique sous différents niveaux de turbulence Implémentation dun 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 lUTLS: Écart type des fluctuations des composantes du vent:U, Echelle de flottabilité: L f =U/N; N=fréquence de Brunt-Vaisala, Spectre de lénergie totale et cinétique Etude de limpact de la turbulence atmosphérique de fond sur le régime de dissipation des contrails

5 Deux domaines de simulation de 10m 3 avec une résolution de 10cm: sans stratification (SS) avec stratification (AS) N=0.013.s -1 3 composantes du vent forcées

6 Deux domaines de simulation de 10m 3 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 E k (u,v,w) EkEk

7 Deux domaines de simulation de 10m 3 avec une résolution de 10cm: sans stratification (SS) avec stratification (AS) N=0.013.s -1 -5/3 3 composantes du vent forcées Sans stratification: Turbulence isotrope ->Comportement attendu Avec stratification: Pas dimpact de la stratification à ces échelles -> Turbulence isotrope. Spectre de E k

8 Niveau de turbulence AB C Verticalement: 4km, Dz=20m Verticalement: 2km, Dz=10m AZ20m AZ10m BZ20m CZ20m BZ10m CZ10m Horizontalement: 2km 2, Dx=Dy=10m

9 u, v, w EkEk Niveau de turbulence AB C Verticalement: 4km, Dz=20m Verticalement: 2km, Dz=10m AZ20m AZ10m BZ20m CZ20m BZ10m CZ10m Horizontalement: 2km 2, Dx=Dy=10m

10 Décomposition spectrale sur lhorizontale de: Energie totale=E k +E p Energie cinétique=E k Niveau de turbulence AB C Verticalement: 4km, Dz=20m Verticalement: 2km, Dz=10m AZ20m AZ10m BZ20m CZ20m BZ10m CZ10m Horizontalement: 2km 2, Dx=Dy=10m -5/3 -2

11 Décomposition spectrale sur lhorizontale de: Energie totale=E k +E p Energie cinétique=E k Niveau de turbulence AB C Verticalement: 4km, Dz=20m Verticalement: 2km, Dz=10m AZ20m AZ10m BZ20m CZ20m BZ10m CZ10m Horizontalement: 2km 2, Dx=Dy=10m -5/3 -2 Waite (2011): Dz<L f

12 Décomposition spectrale sur la verticale de: Energie totale=E k +E p Energie cinétique=E k Niveau de turbulence AB C Verticalement: 4km, Dz=20m Verticalement: 2km, Dz=10m AZ20m AZ10m BZ20m CZ20m BZ10m CZ10m Horizontalement: 2km 2, Dx=Dy=10m -2 -5/2

13 Niveau de turbulence Moyen Fort Bas 10m 3 Dx=Dy=Dz=10cm

14 Niveau de turbulence Moyen Fort Bas 10m 3 Dx=Dy=Dz=10cm Waite (2011): Dz<L f Décomposition spectrale sur lhorizontale de lénergie cinétique=E k -5/3 -3

15 -5/3 -3 Niveau de turbulence Moyen Fort Bas 10m 3 Dx=Dy=Dz=10cm Waite (2011): Dz<L f Décomposition spectrale sur lhorizontale de lénergie cinétique=E k Critère de Waite (2011): Dz<L f Dans cette configuration E kh ~k h -(5/3) et E kv ~k v -2

16 Nastrom et Gage, 1985: >~10km ->-3 ~10km-~2km -> -5/3 Observation Waite, 2011: ~2km-~1km -> -2 si Dz<L f 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<L f Observation Modélisation

17 Nastrom et Gage, 1985: >~10km ->-3 ~10km-~2km -> -5/3 Observation Waite, 2011: ~2km-~1km -> -2 si Dz<L f 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<L f Observation Modélisation Critère de Waite (2011): Dz<L f Dans cette configuration E kh ~k h -(5/3) et E kv ~k v -2

18 Dürbeck et Gerz, 1995: h 2 =2D h t+ h,0 2 ; h,0 ~100m D h : 15-20 m 2 s -1

19 D h ~20 m 2 s -1 Dürbeck et Gerz, 1995: h 2 =2D h t+ h,0 2 ; h,0 ~100m D h : 15-20 m 2 s -1

20 Etude de limpact 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 4km 3 à 2m de résolution Projet INCITE(soumis): Etude de limpact de la turbulence atmosphérique sur la phase de dissipation des contrails: domaine de 4km 3 à 2m de résolution

21 Time 0-5min 5-11min11-17min

22 -5/3 2 composantes (u et v) du vent forcées Deux domaines de simulation de 10m3 avec une résolution de 10cm: sans stratification (SS) avec stratification (AS) N=0.013s -1 (u,v,w) EkEk Spectre de E k

23 u, v, w EkEk LOLO Niveau de turbulence AB C Verticalement: 4km, Dz=20m Verticalement: 2km, Dz=10m AZ20m AZ10m BZ20m CZ20m BZ10m CZ10m Horizontalement: 2km 2, Dx=Dy=10m