The role of Southern Ocean in the global thermohaline circulation inferred from an OGCM

par Daniele Iudicone

Thèse de doctorat en Océanographie physique

Sous la direction de Gurvan Madec et de Sabrina Speich.

Soutenue en 2007

à Brest .

  • Titre traduit

    Le rôle de l'Océan Austral dans la circulation thermohaline globale déterminé à partir d'un modèle de circulation générale de l'océan


  • Résumé

    Nous présentons ici l'analyse dynamique quantitative de la circulation thermohaline de l'océan méridional d’une simulation d’état d’équilibre d’un modèle couplé glace de mer-océan. L’étude vise à clarifier les rôles des flux à la surface et du mélange interne, avec une attention particulière sur les mécanismes d’upwelling de l’eau profonde. Le premier résultat que nous nous présentons s’est une mise à niveau théorique du diagnostic des processus thermodynamiques des transformations des masses d’eau que représente une extension au domaine tridimensionnel (par exemple, aux sources internes telles que l’irradiance solaire) de l’approche classique. L’analyse montre que des flux de surface produisent presque 40 Sv d’eau modale Subantarctique. Le mélange compense une bonne partie de ces transformations. La remontée de l’eau profonde d’Atlantique nord est dû a des processus internes et principalement à la propagation verticale de l’excès d’eau douce de surface par l’intermédiaire du mélange vertical à la base de la couche mélangée. Une analyse lagrangienne a permis d’identifier les parcours associées à la circulation thermohaline dans l’océan Austral modelé. Ce dernier présente une transformation des eaux de la thermohaline dans des eaux modales et une transformation profonde liée à la formation de l’eau antarctique de fond. En plus il est un puissant consommateur de l’eau profonde d’Atlantique Nord (80%). Enfin, en utilisant les données in situ NODC, nous avons réanalysé la formation et exportation de l'eau intermédiaire antarctique de l'Océan Austral vers le Pacifique Sud.


  • Résumé

    A quantitative dynamical analysis of the thermohaline circulation of the Southern Ocean of a steady state simulation of a coupled ice-ocean model is presented here. . The study aims to clarify the roles of surface fluxes and internaI mixing, with focus on the mechanisms of the deep water upwelling. As first result a new methodology is proposed for the evaluation of total dianeutral transports in the ocean. The methodology represents an extension to the whole three dimensional domain (e. G. , to internaI sources such as the solar shortwave irradiance) of the classical approach. The analysis of the model solution showed that Southern Ocean surface fluxes produce almost 40 Sv of Subantarctic Mode Water while brine rejection forms 5 Sv on the shelves of Antarctica and in the Weddell Sea. Mixing compensates most of the surface transformations. The upwelling of North Atlantic Deep Water is due to internaI process, mainly vertical propagation of the surface freshwater excess via vertical mixing at the base cf the mixed layer. A complementary Lagrangian analysis allowed to identify the main pathways associated to the thermohaline circulation in the Southern Ocean of the ice-ocean coupled model. The model Southern Ocean is characterized by a shallow overturning transforming 20 Sv of thermocline waters into mode waters and a deep overturning related to the formation of Antarctic Bottom Water. About 80% of North Atlantic Deep water is transformed into lighter and denser waters. Finally, using in situ data and model solutions we have reanalysed the formation and export characteristics of the Antarctic lntermediate Water from the Southern Ocean into the South Pacific.

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  • Détails : 1 vol. (205 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 194-205

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