Propagation 3D d'ondes inertielles au sein d'un champ turbulent mésoéchelle

by Eric Danioux

Doctoral thesis in Physique des océans

Under the supervision of Patrice Klein.

defended on 2007

in Brest .

  • Alternative Title

    3D propagation of inertial waves in a fully turbulent mesoscale eddy field


  • Abstract

    A current problem in physical oceanography is to identify the sources of energy at the origin of the abyssal mixing associated with thermohaline circulation. An important source s the inertial waves generated by wind. However, the mechanisms driving this energy from the surface to the deep mixing are poorly understood. We study here the tridimensional propagation of inertial waves in a fully turbulent mesoscale eddy field with a primitive equations numerical model. After presenting a review of works to date, we describe various methods for extracting the inertial signal. The 3-D propagation of inertial waves is then described and rationalized. In particular, twa dramatic maxima of the vertical velocity have been found around 100 m and 1700 m. The deep maximum s explained by the decoupling — induced by mesoscale eddies — between high and low vertical modes of inertial velocities. Finally, a new resonance mechanism, associated with the deep maximum, generating small horizontal scales and a frequency twice the inertial frequency, is described. These characteristics suggest that the strong deep vertical velocities could participate to abyssal mixing.


  • Abstract

    Un des problèmes actuels en océanographie physique est d’identifier les sources d’énergie à l’origine du mélange abyssal lié à la circulation thermohaline. Une importante source est l’énergie inertielle générée par le vent. Toutefois, les mécanismes conduisant cette énergie de la surface au mélange profond restent mal compris. Nous étudions ici la propagation tridimensionnelle d’ondes inertielles au sein d’un champ turbulent mésoéchelle à l’aide d’un modèle aux équations primitives. Après une revue des travaux antérieurs sur le sujet, nous décrivons différentes méthodes capables d’extraire le signal inertiel. La propagation 3D des ondes inertielles est alors décrite et rationalisée. En particulier, deux maxima spectaculaires des vitesses verticales sont trouvés vers 100 m et 1700 m de profondeur. Le maximum en profondeur résulte du découplage — induit par la vorticité mésoéchelle - entre les modes verticaux bas et élevés des vitesses inertielles. Enfin, un nouveau mécanisme, de type résonance, associé au maximum en profondeur, générant de petites échelles horizontales et une fréquence double de la fréquence inertielle est décrit. Ces caractéristiques suggèrent que les fortes vitesses verticales en profondeur pourraient participer au mélange abyssal.

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Informations

  • Details : 1 vol. (118 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 113-118

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  • Library : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
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  • Odds : TBRC2007/12
  • Library : Bibliothèque La Pérouse - Centre de documentation sur la mer.
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  • Odds : C220-DAN-P
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