Internal gravity waves in the stably-stratified atmosphere of an alpine valley
Ondes internes dans l'atmosphère stablement stratifiée d'une vallée alpine
Résumé
The atmospheric dynamics in an alpine valley under stable conditions (at night or in winter) is mainly dominated by down-slope winds. Internal gravity waves must be generated by these winds, may be trapped and possibly break, thereby inducing mixing within the valley despite the stable conditions. The impact of these mixing processes in the dispersion of pollutants motivated our work. These points are addressed here, using numerical simulations with the ARPS code of the Chamonix valley. Our purpose is to investigate the features of the emitted internal gravity waves and to evaluate the potential of the wave dynamics in fluid mixing. We found that the wave characteristics are controlled by the valley dimensions and that the waves are therefore trapped. Ubiquitous wave breaking is observed in the atmosphere of the valley, implying that mixing should be quantified to evaluate its importance.
La dynamique atmosphérique dans une vallée alpine par conditions stables (la nuit ou en hiver) est dominée par des vents de pente descendants, ou vents catabatiques. Ces vents doivent générer des ondes internes, qui peuvent être piégées, déferler et conduire à du mélange dans l'atmosphère de la vallée malgré les conditions stables. L'impact de ces processus sur le transport de polluants au sein de la vallée constitue la motivation de ce travail. Cette question est étudiée ici, par des simulations numériques à l'aide du code ARPS, pour la vallée de Chamonix. Notre objectif est de caractériser le champ d'ondes émis et ses propriétés de mélange. Nous montrons que les ondes sont piégées dans la vallée et que les processus de déferlement s'y produisent partout. Il est donc essentiel d'estimer le mélange induit.
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