Effet de la convection sur le contenu en vapeur d’eau de la région de la haute troposphère-basse stratosphère tropicale au-dessus de l’océan Indien

La couche de la tropopause tropicale (TTL, pour Tropical Tropopause Layer), entre 14 et 20 km d’altitude, joue un role cle dans la circulation generale puisqu’elle est le lieu d’entree des masses d’air tropospheriques dans la stratosphere (Holton et al., 1995). En raison de la condensation de la vapeur d’eau au niveau du minimum de temperature de la tropopause tropicale, l’air stratospherique presente un tres faible contenu en vapeur d’eau. Les modeles climatiques predisent une augmentation de la concentration de vapeur d’eau dans la region de la TTL qui contribuerait a un rechauffement additionnel de 10% en surface (Dessler et al., 2013). Les modeles ont beaucoup de difficultes a modeliser les variations de vapeur d’eau dans la TTL a cause, entre autres, d’une mauvaise representation de la convection tropicale qui controle en bonne partie le transport vertical de vapeur d’eau vers la TTL. La comprehension des effets de la convection tropicale profonde sur le contenu en vapeur d’eau et en ozone de la haute troposphere est approfondie dans cette these. Des mesures radiosondages (sondes SHADOZ et Meteomodem-M10) entre 2013 et 2016 lâches depuis l’ile de la Reunion montrent qu’environ 20% des profils en ete austral de l’ile de La Reunion ont une signature distincte de detrainement convectif en haute troposphere (10-13 km). Les retrotrajectoires du modele lagrangien FLEXPART calculees pour les masses d’air marquees par la convection (forte humidite et faible ozone) montrent que le nord de Madagascar et du canal du Mozambique joue un role predominant dans l’humidification de la haute troposphere au-dessus de l’ile de la Reunion. Le sud-ouest de l’ocean Indien, qui a une moyenne proche de 9 cyclones tropicaux par an, est le troisieme bassin le plus actif du globe mais demeure sous observe/etudie. Dans cette these, le role des cyclones tropicaux sur l’humidification de la TTL au-dessus de l’ocean Indien est mis en evidence. Des simulations meso-echelle a 2 km de resolution du cyclone Enawo (2017) realisees avec le modele Meso-NH ont montre qu’un cyclone tropical pouvait humidifier la basse stratosphere (17-19 km) de 45% (de 3,3 a 4,8 ppmv) sur un rayon de 500 km. L’etude se focalise en particulier sur une intrusion massive de vapeur d’eau lors de la formation de l'œil du cyclone. Le processus principal menant a l’humidification de la TTL vient de la sublimation de la glace injectee directement en TTL par le cyclone.