Représentation du cycle de l’eau dans un modèle radiatif convectif basé sur la maximisation de la production d’entropie: Rapport de stage de M2

Travaux encadrés par Didier Paillard (Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement)Dans les modèles usuels d’atmosphère et d’océan, les équations de la dynamique sontintégrées sur une grille avec le plus de points possibles. Pourtant la taille des mailles n’estpas suffisamment petite pour prendre en considération des phénomènes de petite échellecomme la turbulence. Les modélisateurs sont alors obligés d’utiliser des paramétrisationsdont le choix est toujours un peu subjectif. Une autre approche consiste plutôt à utiliserune hypothèse thermodynamique, la maximisation de la production d’entropie, qui permetde s’affranchir de certaines paramétrisations, et qui pourrait prédire certains phénomènessimples de grande échelle. L’objectif du stage est d’incorporer le cycle de l’eau dans unmodèle simple radiatif-convectif basé sur la maximisation de la production d’entropie.Avec la seule contrainte de conservation de l’énergie (Herbert, Paillard et Dubrulle2013), il est assez facile d’établir un profil de température, mais les flux d’énergie associéessont opposés aux gradients d’énergie et ne peuvent donc pas être interprétés en termede convection. Il est possible d’exprimer explicitement la convection ce qui impose unenouvelle contrainte sur les flux d’énergie (Labarre, Paillard et al. 2019a). Les flux demasse sont alors infinis ce qui empêche l’eau d’être conservée. En me basant sur le codeLabarre, Paillard et al. 2019a amélioré par Karine Watrin, j’ai ajouté au modèle laconservation de l’eau, ce qui permet de calculer des précipitations en zone tropicale. J’aiaussi exploré des schémas de convection différents de Labarre, Paillard et al. 2019a