Introduction aux interactions Océan-Atmosphère en Atlantique tropical I. Rappel des principaux modes de variabilité du Climat en Atlantique tropical I.1 Etat moyen et cycle saisonnier climatologique I.2 Variations intra-saisonnières I.3 Variations inter-annuelles I.4 Variations decennales à multi-décennales II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer dominants: cas d’océan ouvert II.2 Flux verticaux océaniques importants: cas de l’upwelling équatorial II.3 Flux advectifs latéraux iportants: cas des côtes Sénégalo-Mauritaniennes II.4 Modulations par les ondes planétaires III. Réponses de l’atmosphère au forçage océanique III.1 Gradients de pression forcés par les températures locales: cas de la ZCIT III.2 Mélange vertical dominant: cas du golfe de Guinée IV. Les rétroactions ou couplages supposés IV.1 Rétroaction négative : cas de l’amortissement par flux de chaleur latente à l’équateur IV.1 Rétroaction positive de Bjerknes : le mode équatorial IV.2 Rétroaction positive Vent-Evaporation-SST : le mode inter-hémisphérique IV.3 Autres exemples

Variance de la SST observée II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan Noter les éléments majeurs d Variance de la SST observée

Equation de la température de la couche de mélange II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan Equation de la température de la couche de mélange (= équation de la SST) Discussion des processus en jeu

Equation de la température de la couche de mélange II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan Equation de la température de la couche de mélange SST Alternativement: Equation du contenu thermique de la couche de mélange (ML ou h) : T × h v est le vecteur courant horizontal T’ and v’ are deviations from the time means (the overbar represents a time mean), ^T and ^v represent deviations from the vertical average. we = dh/dt + div(hv)

Budget de chaleur d’après observations II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan Budget de chaleur d’après observations

II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Les flux air-mer cas ≈

Les flux air-mer flux solaire II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Les flux air-mer flux solaire

QLW (net)=-sSST4+sT4nuages II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Les flux air-mer QLW (net)=-sSST4+sT4nuages

II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert (u,v) vent à 10m d’altitude, qair humitité de l’air à 10m, q* humidité spécifique à saturation à la surface

II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert

II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert W/m2) Température de surface (SST, °C) d’hiver (JFM pour Hémisphère N; JAS pour H.S.) issu de Levitus and Boyer (1994).

La couche de mélange : mécanismes II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert cas ≈ La couche de mélange : mécanismes

La couche de mélange : cycle saisonnier II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert La couche de mélange : cycle saisonnier Mer d’Arabie Pacifique Nord subpolaire Pacifique Nord subtropical

La couche de mélange : modulations spatiales du cycle saisonnier II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Noter les éléments majeurs d La couche de mélange : modulations spatiales du cycle saisonnier Mois de maximum de CM (fin d’hiver) Profondeur maximum ( fin d’hiver ) EXO: T(m)=Ts+Lh(t) , L<0 et z vers le bas dT(m)/dt = Q/rhoCh(t) => dh(t)/dt= Q/LrhoCh(t) =>h(t)dh(t)/dt = Q/LrhoC =>h(t)=SQRT[ 2Q/LrhoC ] Exo: Modèle simple de l’approfondissement d’hiver de la couche de mélange

Cycle saisonnier climatologique à 15°N,38°W II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Cycle saisonnier climatologique à 15°N,38°W calculs d’après données observées

Variations intra-saisonnières à interannuelles près de 20°N,30°W II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Variations intra-saisonnières à interannuelles près de 20°N,30°W calculs une simulation numérique de l’océan OPA= modèle Reynolds=observations °C/mois

Variations intra-saisonnières à interannuelles II. Mécanismes régulant le cycle saisonnier de la température superficielle de l'océan II.1 Flux air-mer importants: cas d’océan ouvert Variations intra-saisonnières à interannuelles dans une simulation numérique de l’océan

II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.2 Flux verticaux océaniques importants: cas de l’upwelling équatorial

≈ - + + cas Cycle climatologique au cœur de l’upwelling 0°N, 10°W II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.2 Flux verticaux océaniques importants: cas de l’upwelling équatorial ≈ - + cas + Cycle climatologique au cœur de l’upwelling 0°N, 10°W Calculs d’après observations N.B: la turbulence verticale (terme d) n’est pas estimée dans cette étude

Cycle climatologique dans l’upwelling équatorial II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.2 Flux verticaux océaniques importants: cas de l’upwelling équatorial Cycle climatologique dans l’upwelling équatorial dans une simulation numérique de l’océan

Cycle climatologique dans l’upwelling équatorial II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.2 Flux verticaux océaniques importants: cas de l’upwelling équatorial Cycle climatologique dans l’upwelling équatorial dans une simulation numérique de l’océan

Variabilité interannuelle dans l’upwelling équatorial II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.2 Flux verticaux océaniques importants: cas de l’upwelling équatorial Variabilité interannuelle dans l’upwelling équatorial dans une simulation numérique de l’océan

SST et Chlorophylle des côtes sénégalo-mauritaniennes II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.3 Flux advectifs latéraux importants: cas des côtes Sénégalo-Mauritaniennes SST et Chlorophylle des côtes sénégalo-mauritaniennes Estimées par satellite MODIS

II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.3 Flux advectifs latéraux importants: cas des côtes Sénégalo-Mauritaniennes Cycle saisonnier climatologique des côtes sénégalo-mauritaniennes dans une simulation numérique de l’océan cas ≈ - +

II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.3 Flux advectifs latéraux importants: cas des côtes Sénégalo-Mauritaniennes Cycle saisonnier climatologique des côtes sénégalo-mauritaniennes dans une simulation numérique de l’océan cas ≈ - +

Budget de chaleur de la couche de mélange II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.3 Flux advectifs latéraux importants: cas des côtes Sénégalo-Mauritaniennes Budget de chaleur de la couche de mélange du cycle saisonnier climatologique des côtes sénégalo-mauritaniennes dans une simulation numérique de l’océan

relative to the 1971-2000 weekly average II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan Weekly SST anomalies relative to the 1971-2000 weekly average animation

Mécanismes généraux de modulation de la SST par une onde II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.4 Modulations par les ondes planétaires Mécanismes généraux de modulation de la SST par une onde

Simulated SSH anomalies (cm) II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.4 Modulations par les ondes planétaires Expérience  « académique » d’excitation de la ssh équatorial dans une modèle d’océan Simulated SSH anomalies (cm) animation

Impact thermique des ondes équatoriales intrasaisonnière académique II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.4 Modulations par les ondes planétaires Impact thermique des ondes équatoriales intrasaisonnière académique dans une simulations numérique

dans une simulations numérique II. Mécanismes régulant la température superficielle de l'océan II.4 Modulations par les ondes planétaires Amplitudes des impacts thermiques d’une onde côtière intra-saisonnière académique dans une simulations numérique