Mixing and sea surface anomalies in the inertial wake of tropical cyclones : processes and contribution of microwave satellite data

Résumé

Le sillage cyclonique d’ondes proche-inertielles est un traceur clé du couplage océan atmosphère, symptomatique du brassage de l’océan par les vents intenses du cyclone, et se manifeste en surface par un refroidissement de plusieurs degrés et un creux d’une dizaine de centimètres. L’analyse de ces signatures nécessite la synergie entre la constellation satellitaire micro-onde et les flotteurs Argo, pour permettre un suivi complet des processus de mélange dans le sillage. Guidée par une approche semi-empirique, l’intégration de ces observations au sein de lois d’échelles permet, pour la première fois, de décrire avec grande précision ces anomalies de surface (température et hauteur dynamique), et d’étudier quantitativement leur dynamique et covariabilité. Les résultats les plus probants sont obtenus lorsque les observations hautes résolutions SAR du forçage sont combinées aux mesures argo et altimétriques, pour interpréter l’évolution des anomalies de niveau de mer. Afin de pallier l’intermittence temporelle des mesures SAR, un nouveau type de modèle paramétrique est aussi proposé, fondé non pas sur le rayon des vents maximums mais sur l’information d’un rayon extérieur, facilement déductible grâce aux observations plus répétitives des instruments micro-onde de basse et moyenne résolution. Enfin, l’utilisation de cette base semi-empirique offre l’opportunité, via les anomalies de niveau de mer, d’étudier le comportement du coefficient de poussée lors du passage d’un extrême.

mots clés

Titre traduit

Mélange et anomalies de surface de la mer dans le sillage inertiel des cyclones tropicaux : processus et contribution des donnés satellites micro-ondes
Résumé

The Tropical Cyclone wake of near-inertial waves is a key tracer of oceanatmosphere coupling, symptomatic of ocean mixing by intense cyclonic winds, and is evidenced at the surface by a cooling ofseveral degrees and a trough of about ten centimetres. The analysis of these signatures requires synergy between the constellation of microwave satellites and the Argo floats, to allow a complete monitoring of the mixing processes in the wake. Guided by a semiempirical approach, the integration of these observations within scaling laws allows, for the first time, to describe these surface anomalies (temperature and dynamic height) with a high degree of accuracy, and to quantitatively study their dynamics and covariability.The most significant results are obtained when the high-resolution SAR observations of the forcing are combined with Argo and altimetry measurements to interpret the evolution of sea level anomalies. To overcome the temporal intermittency of the SAR measurements, a new type of parametric model is alsoproposed, based not on the radius of the maximum winds but on the information of an external radius, easily deduced from the more repetitive observations of low-tomedium resolution microwave instruments.Finally, the use of this semi-empirical approach offers the opportunity, via the sea level anomalies, to investigate the behaviour of the drag coefficient during the passage of an extreme event.