Interactions entre les cylcones tropicaux et l'océan : de l'échelle synoptique à l'échelle climatique

par Emmanuel Vincent

Thèse de doctorat en Océanographie et climat

Sous la direction de Gurvan Madec et de Matthieu Lengaigne.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .


  • Résumé

    Cette thèse détaille tout d’abord les processus impliqués dans le refroidissement de surface ainsi que les caractéristiques du cyclone et de l’océan qui en contrôlent l’amplitude. Trois processus principaux participent à la CW : le mélange vertical, les flux de chaleur en surface (dominés par l’évaporation) et l’advection. L'amplitude de la CW augmente en moyenne avec la puissance des vents intégrée pendant le passage du TC. Cependant, pour une puissance de TC donnée, l'état de l'océan de sub-surface module l'amplitude de la CW d'un facteur 10 ! Dans cette thèse, un indice mesurant l’énergie potentielle associée à la stratification océanique est proposé ; il permet de décrire le contrôle de la CW par l'océan de sub-surface. Ces résultats ont été obtenus grâce à un dispositif expérimental simulant la réponse océanique aux TCs à un coût numérique modéré. En modélisant la réponse océanique aux TCs directement dans un modèle de circulation océanique mondiale, le dispositif expérimental permet aussi de faire le lien entre les processus océaniques à l’échelle des TCs et leur effet sur l'océan à l'échelle climatique. Les anomalies chaudes injectées en sub-surface par les TCs en été ne pénètrent guère au-delà de la thermocline saisonnière. L'approfondissement de la couche mélangée en hiver conduit ces anomalies chaudes à être réinjectées dans l'atmosphère, ce qui limite considérablement l’influence des TCs sur l’OHT. En revanche, les flux de chaleur sous les TCs refroidissent significativement les bassins cycloniques en été, ce processus réduit d’environ 10% l’amplitude du cycle saisonnier de température dans les bassins cycloniques.

  • Titre traduit

    = Interactions between tropical cyclones and the ocean : linking event scale processes to climate scale consequences


  • Résumé

    This dissertation first describes the processes explaining the surface cooling along with the characteristics of the TC and of the ocean that control its magnitude. Three main processes participate in the CW: vertical mixing, surface heat fluxes (mainly evaporation) and advection. CW magnitude increases with the power of surface winds integrated during TC passage. However, for a given wind power, the state of the ocean sub-surface modulates the magnitude of the CW by a factor of 10! In this thesis, an index measuring the potential energy of the oceanic stratification is proposed in order to account for this control of the CW by the ocean sub-surface. These results have been made possible thanks to an experimental setup allowing the simulation of oceanic response to TCs for a moderate numerical cost. By directly simulating the ocean response to TCs within a global ocean model, it also allows to link the processes occurring at the event scale to their effect on the ocean at climatic scale. Warm water injected in the sub-surface by mixing under TCs has been suggested to modify the global ocean heat transport (OHT). However, warm anomalies injected in the sub-surface during the cyclonic season (local summer) hardly reach depth below the seasonal thermocline. Mixed layer deepening in winter reabsorb these warm anomalies, hence considerably reducing the potential effect of TCs on the OHT. On the other end, enhanced surface heat fluxes by TCs act to significantly cool cyclonic basins during summer. Adding this to the winter surface warming evoked above, this process leads to a 10% reduction of surface temperature seasonal cycle within TC basins.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (275 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [177]-187

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  • Cote : T Paris6 2011 685
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