Couche limite et turbulence (UPMC)

Un cours de la spécialité de deuxième année du Master Océan, Atmosphère, Climat et Observations Spatiales (OACOS)

Site web du MASTER à l'UPMC : master-oacos.lmd.jussieu.fr
Site web du MASTER à l'Ecole Polytechnique : www.enseignement.polytechnique.fr

La Couche Limite Planétaire (CLA) est la région où se font tous les échanges entre la surface de la Terre et l’atmosphère. Cette région intermédiaire est le siège de mouvements turbulents.
Le cours introduit les notions fondamentales de la Turbulence et décrit les équations de mouvement de la Couche Limite Planétaire.
Les méthodes de résolution présentées permettent de décrire les différentes situations observées dans la CLA.

Plan du cours
• Introduction à la Turbulence. Historique. Outils mathématiques.
• Structure de la CLA. Equations de mouvements : termes de Reynolds.
Fermeture des équations (Diffusion turbulente, longueur de Prandtl).
• Couche limite d’Ekman ; amortissement de la circulation de l’atmosphère libre.
• Couche mélangée.
• Equations d’énergie cinétique turbulente.
Couche limite de surface : cas de turbulence dynamique.
Couche limite de surface : cas de turbulence thermique. Théorie de Monin Obukhov.
• Evaporation et transfert d’humidité : notion de résistance ; influence de la végétation.
Contrainte énergétique (équation de Penman-Monteith)
Contrainte de la réserve en eau : notion d’évaporation potentielle. Méthode de Bouchet.
• Flux dans le sol.

Katia Laval est Professeur à l’Université Pierre et Marie Curie. Elle effectue ses recherches sur le climat au Laboratoire de Météorologie Dynamique. Elle est spécialiste des interactions entre le sol, la végétation et l’atmosphère. Ses études portent, ces dernières années, sur le bilan hydrologique de la Terre, sa variabilité et son évolution.

Dernière mise à jour : jeudi 24 septembre 2009