Turbulent forcing of gravity waves during the morning transition of the Atmospheric Boundary Layer: analogy with water-tank experiments

Pendant la transition nocturne-diurne de la Couche Limite Atmosphérique (CLA), des ondes internes de gravité ont été observées par Lidar dans la Couche Résiduelle. Ce phénomène implique une source d’énergie pour les ondes et une stratification stable de Couche Résiduelle, généralement considérée comme neutre. Une série d’expériences de laboratoire a été réalisée pour étudier les propriétés des ondes internes de gravité rayonnées par une tubulence dans un milieu stratifié analogue à la stratification atmosphérique pendant la transition. La turbulence est générée par une grille oscillante. Les proptiétés de la turbulence, vitesse caractéristique Ut et taille caractéristique Lt des tourbillons énergétiques, sont mesurées par PIV. Les ondes dans les couches stratifiées sont étudiées par ombroscopie. In a series of atmospheric observations during the morning transition of the Atmospheric Boundary Layer (ABL), internal gravity waves were observed to propagate in the atmospheric Residual Layer. This requires an energy source for the waves and a stably stratified Residual Layer, which is usually though to be neutral. To understand these observations in a simplified and controlled environment, a series of laboratory experiments was carried out to examine the properties of internal gravity waves generated by a turbulent region and transmitted through a salt-stratified system similar to the atmospheric stratification during the transition. The turbulence was generated by an oscillating grid and analyzed using PIV technique to obtain the characteristic velocity Ut and lengthscale Lt of the energy containing eddies. The waves in the stratified layers were visualized using shadowgraph technique. Key-words: Internal gravity waves, tunnelling, Froude Numbe