Sensitivity of extreme precipitation to submonthly air-sea coupling in the northwestern Mediterranean : a regional climate modeling approach

Sensibilité des précipitations extrêmes au couplage sous-mensuel atmosphère-océan en Méditerranée nord-occidentale : approche par la modélisation climatique régionale

Ségolène Berthou (1)

1 LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539)

Every year in autumn, heavy precipitation events (HPEs) occur in the northwestern Mediterrranean. This thesis uses coupled atmosphere-ocean regional climate modeling to tackle the sensitivity of these events to sea surface temperature (SST) changes coming either from model biases or from the oceanic mixed layer response to atmospheric forcing. Two case studies show the particular sensitivity of moisture convergence zones to SST changes. The use of synthetic indexes of precipitation changes and SST changes in the upstream zones shows a linear relationship between the two indexes in several regions (Cévennes, the region of Valencia, Calabria) in the modeling platforms MORCE and CNRM-RCSM4. Furthermore, we show that the HPEs in the region of Valencia are often preceded by a Mistral event which cools the upstream zone whithin 5 days before the HPEs. In turn, this cooling tends to reduce the intensity of the HPE.

Chaque automne, des événements de précipitations intenses (HPEs) ont lieu en Méditerranée nord-occidentale. Cette thèse adopte une approche par la modélisation climatique régionale couplée atmosphère-océan pour traiter de la sensibilité de ces événements à des changements de température de surface de la mer (SST) résultant soit de biais dans le modèle couplé, soit de la réponse de la couche de mélange océanique à des forçages atmosphériques. Deux cas d’études mettent en évidence la sensibilité particulière des zones de convergence d’humidité aux changements de SST. L’élaboration d’indices synthétiques de changements dans les précipitations et de changements de SST en amont des zones précipitantes met en lumière dans plusieurs régions (Cévennes, région de Valence, Calabre) une relation linéaire entre ces deux quantités dans deux plateformes de modélisation différentes : MORCE et CNRM-RCSM4. Dans la région de Valence, en Espagne, nous montrons en outre que les événements de précipitations intenses sont souvent précédés d’un épisode de Mistral qui refroidit la zone amont des précipitations dans les jours précédant celles-ci, refroidissement qui tend ensuite à réduire l’intensité de l’événement précipitant.

Mots clés: Heavy precipitation events; Air-sea interactions

Mots clés: Mistral; Couche de mélange océanique; Modélisation climatique régionale; Méditerranée; Interactions air-mer; Évènements de précipitations intenses

Domaines: Sciences de la Terre

Ségolène Berthou. Sensibilité des précipitations extrêmes au couplage sous-mensuel atmosphère-océan en Méditerranée nord-occidentale : approche par la modélisation climatique régionale. Sciences de la Terre. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. Français. ⟨NNT : 2015PA066477⟩. ⟨tel-01294569⟩