Les dépressions atmosphériques jouent un rôle crucial dans le climat des pôles de par leur rôle sur le transport de chaleur et d’humidité depuis les moyennes latitudes. Au sein de ces dépressions, les ceintures d’écoulement chaudes (acronyme WCB pour “warm conveyor belt”) sont des jets de vents d’altitude qui sont responsables de la majeure partie de ce transport (Rodwell et al. 2018). Ce sont des jets de vent fort qui s’élèvent brusquement de la basse à la haute troposphère, dépassant le niveau de condensation. Les WCB sont alors responsables de la formation d’épais nuages et sont associés à d’intenses précipitations. Ainsi, aux pôles, les WCB sont particulièrement importantes pour le bilan de masse des calottes de glace (Jullien et al. 2020). Par ailleurs, les anomalies chaudes de température au sein de la WCB et la turbulence générée par le jet de vent fort modulent fortement les propriétés nuageuses locales (Gehring et al. 2020).

Mais en retour, des études ont montré qu’aux moyennes latitudes, les nuages (via des effets de chaleur latente lors de la condensation et via des effets radiatifs) et la turbulence atmosphérique influencent fortement la structure des WCB et le jet d’altitude (Rivière et al. 2021, Mazoyer et al. 2021, Oertel et al. 2025, Wernli et al. 2024). Ces aspects ont néanmoins été très peu étudiés pour les dépressions polaires et c’est la principale raison qui motive le stage proposé.

Le travail de stage s’intéresse à l’étude de cas d’une WCB associée à une dépression polaire dont les nuages ont été particulièrement bien caractérisés par des observations de terrain. L’objectif sera, via l’analyse de simulations numériques réalisées avec le modèle de climat français ICOLMDZ, de caractériser finement les propriétés de cette WCB et de comprendre comment les nuages modulent la structure et l’intensité du jet. Des outils de trajectoires lagrangiennes seront utilisés afin de suivre l’évolution des taux de chauffage associés aux nuages et les termes de production de vorticité potentielle le long de la WCB.  Des tests de sensibilité à certains aspects de la paramétrisation sous-maille des nuages du modèle pourraient être suggérés pour enrichir les analyses.

Références :

Gehring, J., Oertel, A., Vignon, É., Jullien, N., Besic, N., and Berne, A.: Microphysics and dynamics of snowfall associated with a warm conveyor belt over Korea, Atmos. Chem. Phys., 20, 7373–7392, https://doi.org/10.5194/acp-20-7373-2020, 2020.

Jullien, N., Vignon, É., Sprenger, M., Aemisegger, F., and Berne, A.: Synoptic conditions and atmospheric moisture pathways associated with virga and precipitation over coastal Adélie Land in Antarctica, The Cryosphere, 14, 1685–1702, https://doi.org/10.5194/tc-14-1685-2020, 2020.

Oertel, A., Miltenberger, A.K., Grams, C.M. & Hoose, C. (2025) Sensitivities of warm conveyor belt ascent, associated precipitation characteristics and large-scale flow pattern: Insights from a perturbed parameter ensemble. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 151(770), e4986. Available from: https://doi.org/10.1002/qj.4986

Mazoyer, M., and Coauthors, 2021: Microphysics Impacts on the Warm Conveyor Belt and Ridge Building of the NAWDEX IOP6 Cyclone. Mon. Wea. Rev., 149, 3961–3980, https://doi.org/10.1175/MWR-D-21-0061.1.

Rivière, G., Wimmer, M., Arbogast, P., Piriou, J.-M., Delanoë, J., Labadie, C., Cazenave, Q., and Pelon, J.: The impact of deep convection representation in a global atmospheric model on the warm conveyor belt and jet stream during NAWDEX IOP6, Weather Clim. Dynam., 2, 1011–1031, https://doi.org/10.5194/wcd-2-1011-2021, 2021.

Rodwell, M Forbes R and Wernli H. (2018): Why warm conveyor belts matter in NWP, https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2018/18203-why-warm-conveyor-belts-matter-nwp.pdf

Wernli, H. and Gray, S. L.: The importance of diabatic processes for the dynamics of synoptic-scale extratropical weather systems – a review, Weather Clim. Dynam., 5, 1299–1408, https://doi.org/10.5194/wcd-5-1299-2024, 2024.