Identifiant pérenne de la notice : 226626180
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Nous développons un code numérique hybride basé sur un modèle quasi-géostrophique
des écoulements dans les noyaux planétaires forcés par un chauffage interne. Pour
des petits nombres de Prandtl, une caractéristique robuste de ces écoulements est
la présence d'une circulation géostrophique zonale de grande amplitude dont la taille
et l'amplitude sont contrôlées par le mélange de vorticité potentielle et la friction
aux bords. Des ondes de Rossby de grande taille se propagent dans la zone de convection
vigoureuse. Ces écoulements produisent des dynamos cinématiques au champ poloïdal
de petite échelle et au champ toroïdal dominé par le mode axisymétrique. L'impact
du vent thermique agéostrophique sur le seuil dynamo n'est pas significatif. Nous
étudions ensuite les dynamos générées par un cisaillement en surface. Un écoulement
de Couette sphérique (entre deux sphères en rotation différentielle) produit des dynamos
aux nombres de Reynolds magnétique critiques élevés. La brisure de symétrie axiale
de l'écoulement par l'instabilité en cisaillement est cruciale. Le champ magnétique
toroïdal est de grande amplitude par rapport au champ poloïdal impliquant le rôle
de l'effet omega. Finalement nous étudions l'effet dynamo produit par des jets zonaux,
mouvements de rotation différentielle alternativement est-ouest. Les jets zonaux imposés
en surface sont modifiés par des ondes de Rossby qui provoquent leur élargissement
et une diminution de leur amplitude. Le mécanisme dynamo est basé sur la propagation
des ondes de Rossby. On établit un lien entre production de champ poloïdal axisymétrique
et épaisseur des jets zonaux à travers le nombre d'onde du mode de Rossby.
Note publique d'information : We develop a hybrid numerical code based on a quasi-geostrophic model for the flows
inside the planetary cores driven by internaI heating. For small Prandtl numbers,
large amplitude geostrophic zonaI circulations are a robust feature of these flows.
The scale and the amplitude of the zonaI motion are controlled by potential vorticity
mixing and boundary friction. We identify the presence of large-scale Rossby waves
propagating in the vigourously convecting region. The flows produce kinematic dynamos,
with a small-scale poloidal magnetic field and a mainly axisymmetric toroidal field~
We find that the impact of the thermal wind on the dynamo threshold is not significant.
ln the second part of this thesis, we study dynamos generated by surface shears. Spherical
Couette flow (between two spheres in differential rotation) produces dynamos with
a high critical Reynolds number. By breaking the axial symmetry of the flow, the shear
instability (in the form of a wave) plays a crucial role. The toroidal magnetic field
is large compared with the poloidal field, suggesting the role of the omega effect.
We study the dynamics and the dynamo action produced by zonaI jets, Le., produced
by differential rotation that is alternately westward and eastward. The zonaI jets
imposed at the outer surface are modified by Rossby waves, which widen the jets and
lower their amplitude. The dynamo mechanism relies on the propagation of the Rossby
waves. We can establish a link between production of the axisymmetric poloidal magnetic
field and the width of the iets throul!h the lenl!thscale of the Rossbv waves.