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Analyse de la variabilité mésoéchelle des
simulations MERCATOR et comparaison aux données
altimétriques satellitaires dans l'Atlantique Nord
Brachet Sidonie - Pierre-Yves Le Traon -
Christian Le Provost
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Objectifs

• Etude de la mésoéchelle

• La variabilité océanique couvre un large spectre.
  
• variabilité mésoéchelle, signal dominant de
  l'océan qui est un système fortement turbulent
  (tourbillons, méandres, fronts, anneaux)

• Comparaison altimétrie/modèle

• Caractériser d'éventuelles déficiences de la
  simulation numérique (PAM, POP)
• Valider les sorties modèle
• Les données altimétriques (TPERS, TP)
  constituent une condition aux limites
• essentielle pour l'accès à la connaissance
  tridimensionnelle de l'océan.
• Interprétation des données altimétriques

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Plan de recherche sur les 2 ans

• Distribution spatiale de la variabilité
  océanique de surface

1

• Les échelles spatiales et temporelles de la
  variabilité mésoéchelle

• Variations saisonnières de l'intensité de la
  variabilité mésoéchelle

2

• Variations interannuelles de l'intensité de la
  variabilité mésoéchelle

• Etude de la hauteur barotrope et barocline à
  l'aide des
• champs de PAM-21

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Energie Cinétique Turbulente (EKE)
TPERS
PAM -21
POP
30 90 150 210 270 330 390
450 510 570
Cm²/s²
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Variations saisonnières de l'intensité de la
variabilité mésoéchelle

• Méthode
• Calcul de l'amplitude et de la phase du signal
  annuel de
• l'EKE à partir de 5 ans de champs d'EKE mensuels,
  période
• 1995/04-2000/03
• Amplitude phase ? signal annuel correspondant
  pour chaque mois
• Visualisation du mois de janvier, mai et
  septembre
• comparaison TPERS/POP

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Variations saisonnières de l'EKE
janvier
Instabilité du courant des Canaries
Gulf Stream
Différence de phase M/A
Mai
Propagation des tourbillons
Septembre
Upwellings
TPERS
POP
? Bon accord modèle-altimétrie
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• Distribution spatiale de la variabilité
  océanique de surface

• Variations saisonnières de l'intensité de la
  variabilité mésoéchelle

• Les échelles spatiales et temporelles de la
  variabilité mésoéchelle

? Mesoscale variability characteristics from a
high-resolution model and altimeter data in the
North Atlantic Ocean soumis en juillet 2003 au
Journal of Geophysical Research (JGR)
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Mode 1 (18)
Variations interannuelles de l'EKE haute
fréquence
2
Méthode par EOF (Empirical Orthogonal Functions)
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Variations interannuelles de la SLA
Méthode par EOF (Empirical Orthogonal Functions)
Mode 1
Mode 2
(28,6 )
(20,3)
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Bilan sur les variations interannuelles
Minimum de variabilité mésoéchelle dans le NAC et
le courant des Açores en 1997-1998 correspond au
minimum d'intensité des gyres subpolaire et
subtropical ? variabilité interannuelle de l'EKE
lié à la NAO
EKE

• Lien EKE/NAO déjà suggéré par Penduff et al dans
  "Impact of the North Atlantic Oscillation on the
  oceanic eddy flow dynamical insights from a
  model-data comparison".

SLA

• "Annual and interannual variability of sea level
  in the Northern
• North Atlantic Ocean" de Volkov and Van Aken,
  JGR, 2003
• ?lien NAO/variabilité interannuelle de la SLA
  (temps de réponse de l'océan
• à la NAO de 1 an)

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Energie Cinétique Turbulente de PAM-21 (cm²/s²)
Calculée à partir de la hauteur barocline
Totale
O
80
Calculée à partir de la hauteur barotrope
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Pourcentage EKE barocline / EKE totale

• Cisaillement vertical plus
• important aux basses latitudes
• Dégression avec la latitude
• Couche de mélange très profonde
• en mer du Labrador
• On retrouve les deux zones
• "barotropes"du GS

50
90
Note au-dessus de la dorsale médio-atlantique,
l'hypothèse H constante n'est plus vérifiée dans
le calcul de H barotrope
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Perspectives pour 2004

• Etude des variations saisonnières/interannuelles
  de l'EKE barotrope/barocline de PAM afin
  d'expliquer les variations saisonnières et
  interannuelles de l'EKE.

• Comprendre l'origine des variabilités
  interannuelles de l'EKE
• ? Calcul de transport des différents courants

• Valider les variabilités interannuelles et
  saisonnières de
• l'EKE de PAM (quand plusieurs années seront
  simulées)

• Etude de l'EKE sur l'océan global (10 ans de
  données altimétriques !)

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POP

• Level-coordinate ocean general circulation model
• 0.1 Mercator Grid
• 40 vertical levels, thickness increasing with
  depth
• Ocean floor topography derived from 1/12 ETOP05
  database from the
• National Geophysical Data Center
• Wind forcings are derived from the ECMWF
• Heat flux forcing uses the seasonal climatology
  of Barnier et al, 1995
• The surface freshwater fluxes relaxation to
  the Levitus monthly
• salinity climatology Levitus, 1982
• Buffer zones temperature and salinity restored
  to the seasonal
• values of Levitus, 1982