Analyse de la circulation de subsurface et de sa variabilité dans le Golfe de Guinée

par Nicolas Kolodziejczyk

Thèse de doctorat en Océanographie physique

Sous la direction de Bernard Bourles et de Frédéric Marin.

Soutenue en 2008

à Brest .


  • Résumé

    Les observations in situ réalisées lors de campagnes océanographiques récentes dans le Golfe de Guinée ont permis de décrire la structure de la terminaison des courants équatoriaux de subsurface à l’est de l’Atlantique équatorial. La fréquence des campagnes océanographiques entre 1993 et 2007 ont permis d’établir à 10° W le cycle semi-annuel du Sous Courant Equatorial (EUC). Nous avons observé pendant l’hiver boréal, la recirculation vers l’ouest des masses d’eau subtropicales salées de la thermocline équatoriale dans les branches subsuperficielles du Courant Equatorial Sud (SEC) de part et d’autre de l’équateur. Une part de la recirculation s’effectue également le long de la côte dans le Sous Courant du Gabon-Congo (GCUC). Pendant l’été boréal, l’upwelling équatorial provoque l’érosion du noyau de sel de l’EUC dans la couche de surface. Les eaux subtropicales salées (supérieur à 36. 00) n’atteignent plus le bord est pendant cette saison et recirculent directement dans le SEC en surface. Pendant, cette saison I’EUC accélère dans la partie inférieure de la thermocline atteignant son maximum maximorum annuel remarquable par une extension en profondeur du champ de vitesse zonale vers l’est. Cette extension profonde de I’EUC se renverse vers l’ouest en octobre-novembre. L’observation du cycle saisonnier de la hauteur de la surface de la mer (SSH) a révélé la présence de modes de bassin de fréquence annuelle en Atlantique équatorial. Ces modes de bassin sont en fait la réponse du bassin à un forçage périodique quasi-annuel. Cette part de la variabilité saisonnière en SSH n’a jamais été décrite dans les données altimétriques et permet de rationnaliser la variabilité annuelle de la profondeur de la thermocline en Atlantique équatorial. Enfin, l’analyse des courants zonaux dans le Golfe de Guinée simulés par le modèle CLIPPER permet de compléter la description du cycle saisonnier de l’EUC dans le Golfe de Guinée. Les eaux salées de la thermocline acheminées au bord Est bifurquent et recirculent vers l’ouest pendant l’hiver et le printemps boréal (saison peu échantillonnée à partir de campagnes) et sont upwellées pendant l’été boréal. Les masses d’eau de la thermocline sont également advectées vers le sud pendant l’été boréal. Nous montrons que le cycle semi-annuel de I’EUC est associé au renforcement des vents zonaux dans le Golfe de Guinée, particulièrement pendant le printemps et l’été boréal. Des ondes de Rossby longues l=1 se propageant verticalement et reliées au cycle saisonnier de la terminaison de I’EUC sont également observées sous la thermocline à 10° W et expliquent la renverse de courants sous I’EUC en octobre- novembre.

  • Titre traduit

    Analyses of the near-surface circulation and its variability in the Gulf of Guinea


  • Résumé

    The in situ observations carried out during recent oceanographic cruises in the Gulf of Guinea allowed to describe the structure of the boundary of near-surface equatorial currents in the Atiantic Ocean. The good sampling of the oceanographic campaigns between 1993 and 2007 allowed to establish the semi-amiual cycle of the Equatorial UnderCurrent (EUC) at 10°W The westward recirculation of the saline subtropical water mass of the equatorial thermocline was observed in the subsurface branches of the South Equatorial Cunent (SEC) during boreal winter and spring, encompassing the eastward EUC. The recirculation of the saline water carried by the EUC takes place also along tbe coast in the southward Gabon-Congo UnderCurrent (GCUC). The boreal sunmer upwelling causes the erosion of the saline core associated with the EUC in the surface layer. The subtropical water mass does not reach tEe eastern boundary during tEe boreal summer and the recirculation tacs place in the surface SEC. During this season, the EUC exhibits an increment in its transport in the lower part of the thermocline reaching its maximum annual transport at 10°W. This maximum is explained by a vertical extension of eastward velocity under the thermocline. By October-November at 1O°W this deep extension of the EUC flows westerly. The observation of the seasonal cycle of the Sea Surface Height (SSH) revealed the presence ofannual basin modes. These basin modes are the response of the basin to annual periodic wind forcing. This part of the seasonal variability of the SSH has neyer been described with SSH data and allowed to understand the annual variability of the thermocline depth in the equatorial Atlantic. The analysis of the results of CLIPPER high-resolution numerical model simulations of the zonal equatorial near-surface currents allowed to describe in a more appropriate way the circulation in the GuIf of Guinea. During the boreal winter and spring the saline subtropical water mass reaches the eastern boundary and bifurcate westward in the both subsurface branches of the SEC. This water mass is then upwelled in boreal suninier. The thermocline water mass is advected southward as weil during this season. It has been shown that the EUC transport seini-annual cycle is associated with the renforcement of the westward zonal wind stress in the Gulf of Guinea, in particular during the boreal spring and summer. Long and low-frequency Rossby waves of the first meridional mode were also observed at 10°W in the thermocline linked to the seasonal cycle of the boundary of the EUC, explaining the inversion of the zonaI current in October-November at the bottom of the thermocline.

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  • Détails : 1 vol. (256 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 235-246

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