Variabilité intra-saisonnière des courants de pente continentale forcés par la turbulence méso-échelle

Intra-seasonnal Continental Slope Currents Variability forced by mesoscale turbulence

• Auteur / Autrice : Arnaud Le Boyer
• Direction : Guillaume Roullet, Alain Colin de Verdière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Turbulence

Courants marins

Mots clés libres

Turbulence

Méso-échelle

Coastal trapped waves

Ondes de Rossby topographique

Atlantique Nord

Résumé

Tous les échanges entre la côte et le large se font à travers le talus continental. Cette thèse s’intéresse à la dynamique de ces échanges forces par la turbulence méso-échelle hauturière dans la bande de période 2-90 jours (Haute Fréquence, HF) Pour ces échelles de temps, les fortes pentes associées aux talus imposent que l’énergie du forçage (vent ou mouvements au large) se propage sous la forme d’Onde Piégées à la Côte (Coastal Trapped Waves, CTW). Dans un premier temps, cette étude s’intéresse à la transition entre la dynamique linéaire du talus et celle, non-linéaire, de la turbulence hauturière. Des expériences numériques sont réalisées dans un canal zonal Est-Ouest avec des talus zonaux au Nord et au Sud du domine. Un champ turbulent force la circulation sur les talus. Il existe une forte asymétrie entre les talus Nord et Sud. Au Sud, l’opposition entre effet beta planétaire et l’effet beta topographique empêche l’énergie du forçage de pénétrer sur le talus. Au Nord, cette énergie se propage sur le talus à travers la radiation d’ondes CTW. Dans un deuxième temps, la circulation HF sur les talus est regardée dans des simulations haute résolution au l/12°de l’océan Atlantique Nord. La validation des simulations, par des observations satellite et in-situ, montre que la résolution du modèle n’est pas suffisante pour capturer le réalisme de la circulation à travers les talus. L’influence de l’énergie des vents HF est visible dans les régions de faible énergie turbulente et pour les périodes 2-10 jours. Pour des périodes plus longues la circulation sur le talus est contrôlée par les mouvements océaniques. Dans les zones de faible EKE et pour des périodes T > 10- l5 jours, le talus se comporte comme un guide d’ondes forcées par les mouvements du large. La stratification et les fortes pentes sont les paramètres physiques contraignant la propagation d’ondes sur les bords océaniques et, à l’Est, ces ondes sont une connection possible entre l’équateur et les moyennes latitudes.

Ocean margin exchanges occur on continental slopes. In this study, the dynamics of these exchanges are forced by mesoscale turbulence in a period range of 2-90 days (High Frequency, HIF). In this area and for these time scales, the energy of the forcing (wind or off shore circulation) is converted into Coastal Trapped Waves (CTW). On the one hand, this study is interested in the transition between linear dynamic of continental slope and non-linear meso-scale turbulence. Numerical experiments were performed in a periodic zonal canal with North and South zonal continental slope. A meso-scale turbulent kid forced the slope circulation. There was a strong asymetrie between North and South slope. On the South, the forcing energy was stuck in the interior because of the opposition between the planetary beta effect and the topographic beta effect. On the North, this energy was radiated on the slope through CTW. On the other hand, the HF circulation is studied in high resolution simulation of the North Atlantic ocean at 1/12°. The model validation, utilising satellite and in-situ observations showed that the resolution was to coarse to simulate a realistic continental slope circulation. In weak eddy kinetic energy area and for period 2 ta days, the slope circulation was directly forced by HF wind. The circulation at longer period was driven by the ocean circulation. In weak eddy kinetic energy area and for period T > 10-15 days, the continental slope is a wave guide forced. By the off-shore circulation. The stratification and steep slopes drives the wave propagation. On the East Atlantic, those waves maybe a connection between the Equator and Mid-latitude.