Description du projet
Comprendre la turbulence atmosphérique en terrain complexe et son influence sur la météo et le climat
L’interaction entre la surface de la Terre et l’atmosphère sous l’effet de la turbulence est l’une des principales forces qui façonnent la météo et le climat terrestres. Par conséquent, il est indispensable de comprendre la turbulence atmosphérique, dans la mesure où elle joue un rôle important dans les processus atmosphériques qui influencent le climat, les systèmes météorologiques et la dispersion des polluants dans l’air. Les modèles de turbulence existants sont basés sur un terrain plat et homogène et ne conviennent donc pas à des terrains plus complexes. Le projet Unicorn, financé par l’UE, vise à surmonter cet obstacle en développant une théorie de la turbulence révolutionnaire qui pourra décrire correctement la turbulence en terrain complexe. Pour ce faire, il adoptera une approche innovante pour identifier les facteurs clés qui ont une influence sur la turbulence dans ce type de terrain. Le projet ambitionne de révolutionner les modèles de turbulence près de la surface, en améliorant les prévisions dans une éventail de domaines scientifiques.
Objectif
Atmospheric turbulence exerts a dominant control on the exchange of heat, CO2, water vapor, pollutants and momentum between the surface and the atmosphere, and therefore drives phenomena as diverse as climate, storm systems, air pollution, and glacial melt. Existing turbulence theory was developed for horizontally homogenous flat terrain, and fails in more complex terrain. Thus, for the majority of our planetary surface no viable theory of turbulence is available, and approaches that are known to be inadequate are nevertheless applied. The time is ripe to close this fundamental knowledge gap and formulate a theory universally applicable in complex terrain.
Unicorn addresses this using a synergy of measurements, numerical modelling and theory to create a novel framework extending the existing theory of near-surface turbulence to complex terrain. Based on the ground-breaking hypothesis that including the directionality of turbulent exchange (anisotropy) can encode the boundary conditions, Unicorn will identify the key physical processes that cause anisotropy in complex terrain to differ from that over flat terrain. Thus Unicorn will systematically explore the parameter space of different sources of complexity, such as topography, flow conditions and heterogeneity, using unprecedented analysis of over sixty measurement datasets over flat and complex terrain coupled with machine learning approaches, sensitivity studies using state-of-the-art high resolution numerical simulations, and reduced order theoretical derivations. This synergistic approach incorporating the effects of complex terrain into a framework based on turbulence anisotropy will bring a much-needed breakthrough for understanding turbulence in complex terrain. Findings will revolutionize near-surface turbulence representation in numerical models, leading to better predictive capability in numerous societally and scientifically relevant topics, such as climate, extreme weather and air pollution.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-COG
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6020 Innsbruck
Autriche