Chercheur post-doctorant (H/F) : Paramétrisation du mélange vertical associé à la convection

Missions :
Ce postdoctorat s’inscrit dans le projet de recherche ANR PUMP (2025–2028), qui vise à mieux comprendre les mécanismes de mélange océanique dans les couches de surface de l’Atlantique équatorial et leur contribution aux échanges d’énergie (i.e., quantité de mouvement et chaleur) entre l’océan et l’atmosphère, avec un focus sur la paramétrisation du mélange vertical associé à la convection et aux variations diurnes dans les modèles numériques.
Les échanges de chaleur et de quantité́ de mouvement entre l’océan et l’atmosphère sont au cœur du fonctionnement du système climatique. Leur représentation réaliste dans les modèles océaniques demeure un défi majeur qui repose sur une bonne représentation des processus dynamiques et thermodynamiques au sein de la couche de mélange océanique. Or, la représentation de cette dynamique océanique est très sensible aux caractéristiques des schémas de mélange vertical et reste à ce jour peu évaluée en raison d’un manque important d’observations adaptées.
Le mélange vertical est contrôlé par deux processus distincts que sont la diffusion et la convection. Or, dans la majorité des modèles océaniques actuels, la convection n’est pas explicitement représentée. Elle est le plus souvent paramétrée de manière indirecte, via une augmentation arbitraire du coefficient de diffusion verticale (Enhanced Vertical Diffusion). Cette approximation consiste à représenter un processus fondamentalement non local par un mécanisme diffusif qui n’est pas conçu pour cela, ce qui peut introduire des biais significatifs dans la représentation de la structure verticale et de la circulation océanique.
Dans ce contexte, une nouvelle approche unifiée du mélange vertical a été développée, le schéma Eddy-Diffusivity Mass-Flux (EDMF), qui combine diffusion verticale locale et convection non locale. Ce schéma offre une représentation plus physique des processus de mélange et constitue une avancée majeure pour les modèles océaniques et climatiques. Des simulations globales ont récemment été réalisées avec le modèle NEMO au 1/4°, dans le cadre d’un post-doctorat (Mercator-Océan, CNRM). Une évaluation détaillée des impacts du schéma EDMF sur la circulation océanique et le contenu thermique a ainsi été conduite, accompagnée d’ajustements ad hoc de certains paramètres. Toutefois, ces réglages empiriques montrent leurs limites, et il apparaît désormais nécessaire de recourir à des méthodes d’optimisation des paramètres plus robustes.
Activités :
Dans un premier temps, l’objectif du nouveau post-doctorat sera de calibrer les paramètres clés du schéma EDMF en mettant en œuvre la méthode d’étalonnage semi-automatique High-Tune, plus rationnelle et systématique qu’une approche empirique. Cet étalonnage sera réalisé avec le modèle global NEMO à la résolution d’un degré. L’objectif de ce travail de calibration est de produire un jeu de paramètres optimisés, qui sera ensuite utilisé dans les mo
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