LA CIRCULATION OCÉANIQUE
L'Océan n'est pas une grande étendue d'eau immobile. Au contraire l'eau s'y déplace en permanence grâce aux courants marins.
La circulation océanique et le climat : une vue densemble
En transportant la chaleur le carbone
Hydrologie des eaux de surface et circulation thermohaline au cours
La circulation océanique actuelle et les variations du Ô13C dans l'océan profond. 9. I. 2. La composition isotopique du carbone des foraminifères benthiques
LA CIRCULATION OCEANIQUE
circulation est contrainte par la présence des continents. Mais comment naissent La circulation océanique ... Ocean-climate.org (pdf).
Etude de la circulation océanique en Méditerranée Nord
26 mai 2015 La circulation cyclonique locale amène des eaux faiblement stratifiées à la surface et peut sous certaines conditions atmosphériques hiver-.
Modélisation de la Circulation Océanique
22 avr. 2015 http://www-meom.hmg.inpg.fr/Web/GODAE_school/Pdf/E.Blayo.pdf. Steven K. Baum « Ocean circulation models » Census Web Page.
Interstices - Comprendre la circulation océanique
20 déc. 2012 Comprendre la circulation océanique. Il existe sous la surface de nos océans
UNIVERSITE PAUL SABATIER TOULOUSE HABILITATION À
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Cours de circulation océanique de Claude Frankignoul 2012-2013
La circulation thermohaline est la circulation globale de l'océan qui résulte Atlantique Nord la circulation océanique entraîne vers le nord des eaux ...
Étude de la circulation océanique dans le détroit de Gibraltar et en
1 juin 2021 En effet étant donné que ces masses d'eau circulent en mer d'Alboran chacune d'un côté du WAG (qui évolue dans le sens anti-cyclonique)
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Qu'est-ce que la circulation océanique ? L'Océan n'est pas une grande étendue d'eau immobile Au contraire l'eau s'y déplace
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L'océan est en mouvement perpétuel En transportant la chaleur le carbone le plancton les nutriments et l'oxygène la circulation océanique régule le
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La circulation océanique est engendrée par les vents ainsi que par les différences de chauffage et d'apport d'eau douce induites par l'atmosphère et les fleuves
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20 déc 2012 · Interstices - Comprendre la circulation océanique http://interstices info/jcms/int_70245/comprendre-la-circulati 1 sur 6 20/12/12 16:39
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La circulation thermohaline est la circulation globale de l'océan qui résulte principalement du contraste thermique et salin entre les hautes et les basses
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Cours de circulation océanique de Claude Frankignoul 2012-2013 1 1 INTRODUCTION 1 1 Historique Faisant suite au voyage de C Colomb en 1492
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circulation globale est composée d'eaux froides qui circulent en profondeur et d'eaux chaudes qui circulent dans la couche océanique superficielle Elle est
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Comme la circulation océanique répartit la chaleur issue de l'énergie du Soleil et régule le climat sur l'ensemble de la planète L'eau des océans se déplace
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24 fév 2018 · PDF On Sep 29 2017 Sabrina Speich and others published La circulation océanique Find read and cite all the research you need on
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La circulation générale océanique Auteur : Bruno VOITURIEZ Président du Club des Argonautes Membre de l'Académie de Marine Les causes
Quels sont les moteurs de la circulation océanique ?
Dissimulé sous les vagues, masqué par les marées, un puissant circuit parcourt l'ensemble des océans avec, pour seuls moteurs, l'ensoleillement et le frottement des vents sur leur surface.Quelles sont les conséquences de la circulation océanique ?
La circulation océanique joue un rôle clé dans la régulation du climat, en assurant le stockage et le transport de chaleur, de carbone, de nutriments et d'eau douce à travers le monde.Quels sont les mouvements océaniques ?
Les courants de surface sont de grands mouvements continus d'eau générés par la friction des vents soufflant en surface des océans. Par friction, les grands courants atmosphériques provoquent les courants marins de surface. Ainsi, la surface des océans suit sensiblement la même trajectoire que les vents dominants.- La circulation océanique redistribue la chaleur en réchauffant le climat de certaines régions ou en baissant les températures d'autres régions. Elle permet également d'enfouir du CO2 présent dans l'atmosphère au fond des océans.
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THÈSE
En vue de l"obtention du
DOCTORAT DE L"UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par :l"Université Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier)Présentée et soutenue le(28/04/2015)par :
Pierre DAMIENEtude de la circulation océanique en Méditerranée Occidentale à l"aide d"un modèle numérique à haute résolution: influence de la submésoéchelleJURYFrank RouxLA, examinateur Président du Jury
Sabrina SPEICHLMD, rapporteure Membre du Jury
Bernard BARNIERLEGI, rapporteur Membre du Jury
X. DURRIEU DE MADRONCEFREM, rapporteur Membre du Jury Claude ESTOURNELLA, directrice de thèse Membre du Jury Patrick MARSALEIXLA, co-directeur de thèse Membre du JuryÉcole doctorale et spécialité : SDU2E : Astrophysique, Sciences de l"Espace, PlanétologieUnité de Recherche :
Laboratoire d"aérologie (UMR5560)
Directeur(s) de Thèse :
Claude ESTOURNELetPatrick MARSALEIX
Rapporteurs :
Sabrina SPEICH,Bernard BARNIERetXavier DURRIEU DE MADRON 2Corto Maltese en Sibérie, Hugo Pratt
3 4Résumé
La mer Méditerranée Nord occidentale est une des rares régions dans le monde où le phé-
nomène de convection profonde se produit au large. La circulation cyclonique locale amène deseaux faiblement stratifiées à la surface et peut, sous certaines conditions atmosphériques hiver-
nales spécifiques à la région (vents froids venant du nord et induisant des pertes de chaleur
intenses à la surface de l"océan), mener à un mélange vertical diapycnal. Le phénomène de
convection est à l"origine des eaux qui se forment en hiver : la WIW (Winter Intermediate Water) et les nWMDW (new Western Mediterranean Deep Waters). Quand les forçages atmosphériquesdiminuent en intensité, la restratification de la zone mélangée commence par l"advection d"eaux
légères environnantes. Des structures de mésoéchelle et de submésoéchelle jouent un rôle im-
portant pendant ces évènements à la fois par l"approfondissement de la couche de mélange et
l"export des eaux nouvellement formées. Le modèle SYMPHONIE a été implémenté avec une résolution de 1km sur le bassin nordoccidental et les évènements de convection des hivers récents ont été simulés. Le premier objectif
a été de vérifier la capacité du modèle à haute résolution à reproduire la réponse océanique
aux forçages atmosphériques en terme de formation de masses d"eau et de représentation desstructures de submésoéchelle. Cette validation a été réalisée par comparaisons avec un jeu de
données disponibles et issues de l"observation.L"activité des petites échelles et le rôle qu"elles jouent dans un contexte d"approfondissement
de la couche de mélange en hiver ont été soulignés. La dynamique agéostrophique qu"elles dé-
veloppent par la submésoéchelle contribue à une augmentation des vitesses verticales et de la
diffusion latérale des propriétés de l"océan induisant une plus forte densification globale de la
couche de mélange. Comme conséquences, la formation d"eaux denses ainsi que la ventilation des eaux profondes du bassin est favorisée.Pour la première fois, la formation de SCVs (Submesoscale Coherent Vortices) suite à un évè-
nement de convection profonde a été modélisée en Méditérranée Nord-Occidentale en utilisant un
modèle numérique à haute résolution dans un contexte réaliste. Des structures tourbillonnaires
cycloniques et anticycloniques se forment à la frontière de la zone de mélange et présentent
des temps de vie parfois supérieurs à une année reflètant de très lents processus de diffusion
entre leur coeur et les eaux environnantes. Ces tourbillons sont typiques des SCVs observés jusqu"à présent dans les zones de convection profonde, participent dans une proportion impor-tante (~30%) à l"export des eaux nouvellement formées et jouent un rôle considérable dans la
ventilation des eaux profondes du bassin. 5Abstract
The North Western Mediterranean Sea is one of the few regions in the world where open- ocean deep convection occurs. The local cyclonic circulation brings weakly stratified waters close to the surface, that can, under special atmospheric conditions (winter strong cold winds and high heat loss rates), lead to vertical diapycnal mixing. This convection phenomenon is the origin of newly formed winter waters : Winter Intermediate Water (WIW) and new Western Mediterranean Deep Waters (nWMDW). When the strong forcing stops, the restratification of the mixed patch occurs by lateral advection of surrounding lighter waters. Mesoscale and submesoscale structures play an important role during these events, both by the sinking and the spreading of the new water formed. The SYMPHONIE model was implemented at 1km resolution over the north-western Medi- terranean where recent convective years were simulated. The first objective was to review the capabilities of the high resolution model to reproduce the oceanic response to strong atmosphe- ric cooling in terms of water formation and to resolve the submesoscale structures. To do so, comparisons were performed with the available data set. The activity of the small scale structures and the role they played were highlighted in a context of winter mixed layer deepening. The ageostrophic dynamic developed by submesoscale contri- butes to the enhancement of vertical velocities and lateral dispersion of properties leading to a global increase of surface layer density. As a consequence, the dense water formation and the ventilation of the deep basin is favored. For the first time, the formation of Submesoscale Coherent Vortices (SCVs) during deep convection events was documented in a realistic high resolution numerical simulation of the ocea- nic circulation in the north-western Mediterranean Sea. Anticyclonic and cyclonic eddies were formed presenting lifetimes exceeding one year and reflecting very slow diffusive processes bet- ween their core and their surroundings. These eddies were typical of SCVs observed in deep convection areas so far, which were found to participate in the spreading of a significant propor- tion (~30%) of the newly formed waters and were of much importance for the ventilation of the deep basin. 6Table des matières
Introduction9
1 Contexte et description générale de l"hydrodynamique de la Méditerranée Occiden-
tale121.1 De la mécanique des fluides vers l"océanographie physique
121.1.1 Point de vue macroscopique et approche milieu continu
121.1.2 Les équations de Navier-Stokes
141.1.3 L"océanographie physique, une dynamique des fluides géophysiques
171.1.4 Résumé des équations de l"océanographie
181.2 La Méditerranée Occidentale
191.2.1 Circulation générale et masses d"eau dans la Méditerranée occidentale
201.2.2 La convection profonde en Méditerranée Nord Occidentale
242 SYMPHONIE : un modèle numérique de circulation océanique
292.1 Les équations du modèle SYMPHONIE
302.1.1 Equation d"état
302.1.2 Hypothèse d"hydrostaticité
312.1.3 Approximation de Boussinesq et hypothèse d"incompressibilité
312.1.4 Turbulence : physique de sous-maille
322.1.5 Paramétrisation de la convection profonde
342.1.6 Système d"équations du modèle SYMPHONIE
352.2 La discrétisation des équations
352.2.1 Discrétisation spatiale : grille de calcul et indexation
362.2.2 Schéma numérique d"advection/diffusion
362.2.3 Schéma numérique temporel
372.3 Conditons aux limites
382.3.1 Conditions aux frontières fermées
382.3.2 Conditions aux frontières ouvertes
393 Simulations numériques et observations
413.1 Simulations
413.2 Observations
443.3 Comparaisons modèle-observations
453.4 Evaluation des configurations
603.5 Forçages atmosphériques
633.6 Conclusion
654 Etude de la circulation en Méditerranée Nord-Occidentale à haute résolution spatiale
pendant l"épisode de convection de l"hiver 2010-2011 664.1 Evolution des forçages atmosphériques
674.2 Importance de la résolution sur la représentation des différentes phases de la
convection 694.3 Quantification de l"activité de (sub-)mésoéchelle
754.4 Implication de la submésoéchelle sur la dynamique
827
4.5 Retour sur la circulation générale pendant l"épisode de convection 2010-2011 . . . 91
4.6 Conclusion
945 Formation et circulation de tourbillons cohérents de submésoéchelle en Méditerra-
née Nord Occidentale 955.1 Observations de tourbillons cohérents de submésoéchelle en Méditerranée Nord
Occidentale
955.2 Simulation SIMED et algorithme de détection et de suivi des tourbillons
985.3 SCVs d"eaux nouvellement formées en Méditerranée Nord Occidentale
1025.3.1 Formation pendant le phénomène de convection
1025.3.2 Anticyclones possédant un coeur de nWMDW
1065.3.3 Cyclones possédant un coeur de nWMDW
1095.3.4 Anticyclones possédant un coeur de WIW
1125.3.5 Rôle des SCVs post-convection dans la propagation des eaux nouvellement
formées et dans le préconditionnement à submésoéchelle 1145.4 Conclusion
116Conclusion et perspectives
117A Complément du chapitre 3 sur les comparaisons observations-modèles 121
B Etude de l"influence des évènements extrêmes de perte de chaleur en surface sur la représentation de l"approfondissement de la couche de mélange dans un contexte de convection hivernale en Méditerranée Nord-Occidentale 135
C Taux de detrainement/entrainement en Méditerranée Nord-Occidentale à haute réso- lution spatiale pendant l"épisode de convection de l"hiver 2010-2011 138
D SCVs de LIW en Méditerranée Nord Occidentale 140
E Article soumis au Geophysical Research Letters : Modeling post convective submesoscale coherent vortices in the Mediterranean Sea 142
8
Introduction
L"océan est comparable à une énorme machine thermique couplée à l"atmosphère. Globale-
ment, le soleil le réchauffe dans les zones tropicales, et la chaleur stockée dans l"eau est transpor-
tée vers les plus hautes latitudes où elle est restituée à l"atmosphère. Les courants océaniques
sont générées par un transfert thermique et un transfert mécanique induit par le vent en sur-
face. En plus de la chaleur, ils contribuent également au transport de sel, de carbone, d"éspèces
biologiques et de matières dissoutes dans l"eau. Cette physique est régie par la mécanique des
fluides, mathématiquement traduite par les équations du modèle de Navier-Stokes. Deux élé-
ments y jouent un rôle prédominant et la distinguent de la mécanique des fluides traditionnelle :
la rotation terrestre et la stratification. L"influence conjuguée de ces deux éléments conduit à des
écoulements singuliers et caractéristiques de la mécanique des fluides géophysiques. Le premier
élément induit une déviation des courants de grande ampleur (effet Coriolis) et le deuxième orga-
nise les masses d"eau sur la verticale (les eaux les moins denses en surface et les plus denses aufond). Des masses d"eaux sont formées très localement au contact de l"atmosphère puis coulent
et se déplacent à une profondeur définie par leur densité. Par un long processus de mélange
verticale, elles voient leur densité peu à peu diminuer et remontent jusqu"à la surface subissant
ainsi la circulation thermohaline. Grâce à sa mécanique couplée à l"atmosphère, l"océan a un
rôle régulateur du système climatique terrestre. Il est capable d"absorber, de stocker et de libérer
d"énormes quantités de chaleur et de gaz carbonique. Il affecte donc fortement le climat et peut
retarder considérablement ses perturbations. A titre d"exemple, les océans sont responsables de
l"absorption d"envion 1/3 des émissions anthropiques de dioxyde de carbone, entrainant un longprocessus d"acidification. De plus, l"absorption de chaleur par l"océan réduit les effets associés
au réchauffement climatique sur l"atmosphère mais augmente globalement sa température. L"océan étant un système dynamique complexe, il est fortement instable. Des méandres etdes tourbillons de mésoéchelle (~10-100km) apparaisent en marge de la circulation générale.
quotesdbs_dbs43.pdfusesText_43[PDF] circulation océanique profonde
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