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1 Antoine BABONNEIX Directeur de thèse : Lionel Gourdeau Co-directeurs: Frédéric Marin et Jacques Verron La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest.

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1 1 Antoine BABONNEIX Directeur de thèse : Lionel Gourdeau Co-directeurs: Frédéric Marin et Jacques Verron La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. Comité de thèse (Mardi 22 janvier 2013)

2 2 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

3 3 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

4 4 I) 1. Positionnement des travaux Axe « tourbillons/activité méso-échelle en Mer des Salomon» But de létude = caractériser lactivité tourbillonnaire de méso-échelle en Mer des Salomon

5 5 I) 1.Positionnement des travaux Axe « tourbillons/activité méso-échelle en Mer des Salomon» But de létude = caractériser lactivité tourbillonnaire de méso-échelle en Mer des Salomon Pourquoi la Mer des Salomon ? STC Océan intérieur EUC => Zone principale de transit des eaux alimentant lEUC et la warm pool

6 6 I) 1.Positionnement des travaux But de létude = caractériser lactivité tourbillonnaire de méso-échelle en Mer des Salomon Pourquoi lactivité tourbillonnaire ? m2/sm2/s

7 7 I) 1.Positionnement des travaux But de létude = caractériser lactivité tourbillonnaire de méso-échelle en Mer des Salomon Pourquoi lactivité tourbillonnaire ? m2/sm2/s Melet et al => Lactivité méso-échelle est suspectée dimpacter fortement les propriétés (T, S et transport) des masses deaux traversant la Mer des Salomon

8 8 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

9 9 I) 2.Questionnement scientifique Questions scientifiques en amont de létude: -Quelles sont les caractéristiques/propriétés des tourbillons détectés ? -Comment lactivité méso-échelle varie-t-elle à la fois dans lespace (à léchelle de la Mer des Salomon) et dans le temps ? -Quels sont les liens entre lactivité tourbillonnaire et la variabilité saisonnière et interannuelle ? -Quel est limpact de ces tourbillons sur les masses deaux ?

10 10 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

11 11 I) 3. Bibliographie Cours théoriques de M2 (océanographie physique) et de turbulence (M2 MdF + X. Carton) – Théories géostrophiques, quasi-géostrophiques (et SQG à faire). – Spectres et transferts dénergies entre les différentes échelles – Processus de génération des instabilités et des tourbillons. => Quest ce quun tourbillon et comment peuvent-ils se former ?

12 12 I) 3. Bibliographie Méthode de détection et caractéristiques des tourbillons océaniques dans locéan global: Chelton et al. (2011 et 2007); Chaigneau et al. (2008 et 2009); Morrow et al., 2004); Fu et al. (2010); Pascual et al. (2006); Siegel et al. (2001). – Comparaison des différentes techniques de détection et de suivi des tourbillons – Propriétés des tourbillons de locéan global – Limites de détection liées à la qualité (la résolution) des données altimétriques => Quelle est la meilleure méthode à utiliser en Mer des Salomon?

13 I) 3.Bibliographie Tourbillons et activité méso-échelle dans le Pacifique Sud: Qiu et al. (2004 et 2009); Chen et al. (2009); Ubelmann et al. (2011); Willett et al. (2006) – Etudes régionales (SECC, Mer de Corail, Hawaii) dans la bande tropicale Pacifique – Pas de détection de tourbillons mais étude de lEKE et des processus de formation (instabilités baroclines et/ou barotropes). 13

14 I) 3.Bibliographie Tourbillons et activité méso-échelle en dehors du Pacifique : Jouanno et al. (2008); Beckman et al. (1994); Kurian et al. (2011) – Détection de tourbillons dans des Mer semi-fermées – Transferts dénergie entre les courants moyens et la méso-échelle et quantification des instabilités baroclines/barotropes 14

15 I) 3.Bibliographie Quelques éléments sur lactivité méso-échelle en Mer des Salomon dans Melet et al. (2010b et 2012); Hristova et al. (2012). – Variations temporelles BF et HF de la SLA et de lEKE – Cycle saisonnier de lEKE. 15

16 16 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

17 17 I) 4. Résultats scientifiques Outils - Données altimétriques: produit grillé hebdomadaire AVISO (1/3° * 1/3°) - Utilisation des méthodes de détection et de suivi des tourbillons dAlexis Chaigneau (après élimination des données de la base de Chelton et al. (2011). - Critères utilisés: Amplitude min. = 3cm Rayon de recherche= 150km

18 18 I) 4. Résultats scientifiques Outils - Principe de la méthode dAlexis: Détection des extrema de SLA, puis on cherche autour de ces extrema des contours fermés de SLA. Seules les structures présentant une amplitude minimale de 3cm sont conservées. On supprime aussi les tourbillons dont le centre détecté correspond à une terre. Pour les trajectoires, entre 2 dates (7 jours), on recherche le tourbillon autour de sa position initiale dans un cercle de rayon R=150km. Si 2 tourbillons sont détectés, on garde le plus « semblable » calculé à partir dune fonction coût (f(R,Amp,EKE)).

19 19 I) 4. Résultats scientifiques Outils - Principe de la méthode dAlexis: => Problème de lintersection entre les contours des tourbillons et les cotes « réelles »:

20 20 I) 4. Résultats scientifiques Outils - Principe de la méthode dAlexis: => Problème de la forme des tourbillons détectées : certaines structures très allongées doivent-elles encore être considérées comme des tourbillons ?

21 21 => Résultats présentés dans un poster à Qingdao pour lOcean Science Symposium (Qingdao, 09/2012) I) 4. Résultats scientifiques

22 tourbillons détectés (2,26 de moyenne) (1178 anticycloniques (AE, en rouge) et 1103 cycloniques (CE, en bleu)) I) 4. Résultats scientifiques Détection totale

23 % AE % CE => Localisation préférentielle des tourbillons cycloniques dans la partie Ouest du bassin 23 I) 4. Résultats scientifiques Différenciation AE vs CE

24 24 PDF Rayon (km)Amplitude (cm) I) 4. Résultats scientifiques Propriétés des tourbillons

25 25 Tourbillons caractérisés par : -Des rayons majoritairement compris entre 100 et 150 km, montant jusquà 250km. -Des amplitudes allant jusquà 15cm (50% des tourbillons > 6cm) I) 4. Résultats scientifiques Propriétés des tourbillons

26 Cycle saisonnier 26 => Cycle saisonnier fort -Nombre total de tourbillons suit de 2-3 mois le signal EKE. -Comportement des AEs et des CEs anticorrélé. AE : max. en Mai CE : max. en Octobre I) 4. Résultats scientifiques

27 27 Variations interannuelles influencées par le SOI (Southern Oscillation Index) AEs et CEs fortement anticorrélés à cette échelle de temps I) 4. Résultats scientifiques Variations interannuelles

28 trajectoires pour les AEs et 421 pour les CEs sont détectés Durée de vie moyenne assez courte (3 semaines), et la distribution est fortement influencée par les tourbillons à très courte durée de vie I) 4. Résultats scientifiques Trajectoires

29 29 Deux classes de tourbillons à longue durée de vie : quasi- stationnaires dans le Nord-Est, « migrants » dans la partie Sud I) 4. Résultats scientifiques Trajectoires

30 30 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

31 31 I) 5.Bon déroulement Difficultés rencontrées – Manque général de motivation, de dynamique – Problèmes à finaliser les projets à temps (posters, présentations) – Perte de temps sur le planning initial Pistes pour y remédier: ?

32 32 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel

33 33 II) 1. Discussion autour de larticle Mesoscale activity in the Solomon Sea from altimetry and gliders Plan général: I. Introduction II. Data and Methods III. High frequency variability IV. Eddy activity V. Vertical structures of eddies (gliders) VI. Discussion/Conclusion VII. References

34 34 II) 1. Discussion autour de larticle III. High frequency variability Lien entre circulation moyenne et activité mésoéchelle (comme source dEKE)? Différences N/S => Différents processus à lœuvre ?

35 35 Reprend les résultats présentés dans la partie précédente. Questions en suspens: Distinction entre tourbillons « à longue durée de vie » (lifetime >3 semaines) et les autres. II) 1. Discussion autour de larticle IV. Eddy activity Importance des tourbillons « courts » sur les transfo. des masses deaux?

36 36 Reprend les résultats présentés dans la partie précédente. Questions en suspens: Quelle propriété utiliser pour regarder la variabilité temporelle des tourbillons (nb, amplitude, rayon,…)? II) 1. Discussion autour de larticle IV. Eddy activity

37 37 Reprend les résultats présentés dans la partie précédente. Questions en suspens: Pb en amont: les échelles spatiales de la circulation en Mer des Salomon sont similaires à celle des tourbillons. Dans la partie Nord, doit-on continuer à considérer ce qui semble être une modulation de la circulation moyenne comme un tourbillon ? Filtrage HF initial de la SLA avant détection. Calcul de la SLA en retranchant une moyenne climato. II) 1. Discussion autour de larticle IV. Eddy activity

38 38 Reprend les résultats présentés dans la partie précédente. Questions en suspens: Pb en amont: les échelles spatiales de la circulation en Mer des Salomon sont similaires à celle des tourbillons. II) 1. Discussion autour de larticle IV. Eddy activity => Tourbillon détecté sur la SLA climatologique dans la partie N-E

39 39 II) 1. Discussion autour de larticle V. Vertical structures of eddies (gliders) 10 glider missions Example mission 12 => Avec les gliders, on obtient en plus, des informations sur la structure verticale des tourbillons => Intercomparaison entre les données gliders et les données altimétriques => Vérification: est ce que les tourbillons traversés par le glider apparaissent dans les données AVISO à la même date ?

40 40 II) 1. Discussion autour de larticle V. Vertical structures of eddies (gliders) 10 glider missions Cross track geostrophic velocity (positive to right of track, shaded) Potentiel density (minus 1000, contoured) Example mission 12 => Avec les gliders, on obtient en plus, des informations sur la structure verticale des tourbillons Extension verticale des tourbillons Quantification des anomalies T,S associées

41 41 La méso-échelle océanique du Pacifique Sud- Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant équatorial. I.Bilan des 15 premiers mois 1)Positionnement des travaux effectuées 2)Questionnement scientifique 3)Bibliographie 4)Résultats scientifiques 5)Déroulement général II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse 1)Discussion autour du futur papier 2)Calendrier prévisionnel (et perspectives)

42 42 II) 2. Calendrier prévisionnel Soutenance (Octobre) Deadline « Special issue » of JGR (Qingdao) (Juillet) => Soumission de 2 papiers Campagne en Mer Pandora 2 (22/09 – 27/10) Colloques (AGU/ Ocean Sciences) Mission Nouméa (Septembre) ? 3 ème papier (fin 2013)

43 43 II) 2.Calendrier prévisionnel Projet de travail à partir de cet été (futur 3 ème papier): Passer des données AVISO aux sorties du modèle (1/36°) et y appliquer la méthode de détection/suivi des tourbillons Dans le modèle, étudier la structure verticale des tourbillons. Les propriétés des tourbillons sont-elles modifiées grâce à ce gain de résolution ? Remonter aux mécanismes de création et de maintien des tourbillons (calcul dinstabilités barotropes/baroclines du type Jouanno et al.)

44 44 Travaux effectués sur la variabilité interannuelle des sources de lEUC et du devenir des anomalies sortant de la Mer des Salomon III) Compléments => Poster présenté à Vienne pour lEGU, puis représenté à Qingdao à lOSS

45 45 Travaux effectués sur la variabilité interannuelle des sources de lEUC et du devenir des anomalies sortant de la Mer des Salomon III) Compléments Modèle utilisé: ORCA12 global Très bons courants simulés dans lOuest et le long de la PNG

46 46 III) Compléments Travaux effectués sur la variabilité interannuelle des sources de lEUC et du devenir des anomalies sortant de la Mer des Salomon

47 47 1) Formations Ecole Doctorale DÉJÀ FAITES III) Compléments Professionnels - Rien pour le moment ! Scientifiques -Cours de M2 de turbulence -Formation NCL (Météo France) -Formations bibliométrie (Web ok Knowledge, Zotero,…) à lOMP -Vulgarisation scientifique (Fête de la science à lOMP, kiosque au Muséum, festival Novella à la cité de lespace).

48 48 2) Formations Ecole Doctorale A REALISER III) Compléments Professionnels - Doctoriales (durée=1 semaine) Scientifiques -Autres formations bibliométrie


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