et interactions aux interfaces Proposition de thème pour le LOCEAN (2014-2018) Dynamique océanique et interactions aux interfaces ice Courtesy Neptune, John Delaney, and Mark Stoermer circulation océanique => flux d'énergie et de matière (horiz. et vert.) à l'échelle globale comme aux échelles régionales/côtières. AG LOCEAN -2012/09/19

Enjeux sociétaux La dynamique océanique et les interactions aux interfaces sont importantes pour: L'évolution du climat, le bilan des échanges avec l’atmosphère Les écosystèmes marins à de multiples échelles, les ressources La sécurité maritime (pollutions, trafic, défense,…) réduction des incertitudes dans les modèles climatiques globaux et régionaux, mais aussi dans les systèmes opérationnels de prévision qui ont été développés les dernières années (cf. CLIVAR, GOOS…). des progrès qualitatifs dans la compréhension mais surtout une quantification précise des flux d’énergie et de matière dans l’océan et à ses interfaces

globaux, regionaux, emboites, avec/sans assimilation, couples… Expérimentations et Approches Numériques Satellites Modèles numériques de circulation Système d’observation in situ globaux, regionaux, emboites, avec/sans assimilation, couples… Gliders Approche obs-modèles portée les 10 dernières années par la communauté “océanographie physique” pour le “climat”  succès actuel Besoin aujourd’hui de pérenniser/améliorer le système global mis en place mais aussi de l’adapter à des objectifs verts (biogéochimie, ressources) et d’aller vers plus d’applications sociétales (opérationnels, échelle régionale/côtière). Nécessite : études in situ plus systématique des processus océaniques (caractérisation verticale nécessaire), structurées au sein de systèmes pérennes d'observation globaux/régionaux modélisations numériques plus performantes

internes et aux interfaces Processus océaniques Satellites (surface seulement) global regional Interactions d’échelles SCV applications applications + etudes de processus internes et aux interfaces

Dynamique océanique et interactions aux interfaces, au LOCEAN Expertises diverses : connaissance de la circulation générale dynamique régionale dynamique de submeso/mésoéchelle processus de la couche de surface océanique en interaction avec l’atmosphère ou la glace de mer mécanismes d’ondes internes et leur contribution au mélange au sein de l’océan. interactions d’échelles Approches très variées : modèles académiques modèles numériques avec ou sans assimilation de données (NEMO, ROMS,… ; MERCATOR,…), analyse de grandes bases de données satellitaires (Altimetrie, SMOS,…) ou in situ (CORIOLIS) organisation de campagnes de mesures in situ (ALBION, DRAKE, CIRENE, GOGASMOS, UPSEN, STRASS/SPURS, DOWEX…) mise en place de systèmes d’observation long-terme (CARAUS/OISO, IAOOS, MOOSE …) développement d’instrumentations ciblées (Carioca, gliders, Ice-T, mesures de turbulence…). Thème transverse aux équipes proposées : 1 - Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO) 2 - Austral Boréal et Carbone (ABC) 3 - Variabilité de l’Océan et de la Glace de mer (VOG) 4 - Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PPEEPS) 5 - Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI) 6 - Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP)

Thème proposé : dynamique océanique et interactions aux interfaces  Besoin de renforcer et structurer la contribution du LOCEAN dans ce domaine au sein des grands chantiers qui mobilisent aujourd'hui la communauté OA de l'INSU : Arctique, Méditerranée, Antarctique, Océans tropicaux, Atlantique Nord Organisation/thème transverse pour : coordonner les travaux du LOCEAN sur des thématiques de dynamique et les amener à interagir sur des analyses de mécanismes spécifiques, ou autour de projets ou chantiers (expérimentaux et/ou de modélisation). animer la réflexion inter-équipes et fédérer les actions (expérimentales et/ou numériques) sur les processus spécifiques aux interfaces : - océan côtier, interface entre continents et océan hauturier - interfaces entre océan, atmosphère et glace Objectifs du thème : faire émerger de nouvelles recherches sur des aspects encore méconnus de la dynamique océanique. mettre nos connaissances en dynamique au service d’une meilleure compréhension de la variabilité de l’océan (tant physique que biogéochimique) et de son rôle dans la variabilité climatique.

Axes de réflexion principaux études multi-échelle des processus de la dynamique océanique et de leur impact sur les écosystèmes et les cycles bio-géochimiques. «  subméso/méso-échelle (SCVs, filaments, tourbillons, ondes)  grande échelle  (convection et de formation d’eaux denses, gyres océaniques, circulation thermohaline) » analyse de la variabilité océanique : caractérisation de la réponse de l’océan à la variabilité atmosphérique (processus de couche de mélange, circulation due au vent), en fonction des échelles de temps/espace associées et en identifiant leurs interactions mutuelles. mise en place de systèmes d’observations régionaux ou globaux dans un cadre national (CORIOLIS, MOOSE,...), et/ou international (GOOS, CLIVAR,… ARGO, GOSUD, EGO…). Optimiser ces réseaux (complémentarité entre systèmes in situ et spatiaux, besoins en modélisation), et préciser les données à recueillir et les instrumentations à mettre en œuvre ou à développer.

Actions spécifiques sur des processus Etudier l’impact de l’hydrodynamique et de la thermodynamique des interfaces à petite et moyenne échelle sur les échanges de matière et d’énergie ainsi que sur le fonctionnement des communautés biologiques ( équipes PPEPS et BTP, groupe BIOMAR de l'IPSL, thème « cycles biogéochmiques »). Mieux comprendre les interactions d’échelles impliquées dans les interactions air-mer-glace de très fine échelle et à haute fréquence (turbulence des couches limites, cycle diurne, …) : à l’interface océan-atmosphère (processus de la couche mélangée océanique, génération d’ondes internes de gravité, turbulence, couplage océan-atmosphère à méso échelle et sous les cyclones,…) au voisinage de la glace (polynies,…). Evaluer l’impact des phénomènes de fines/submeso/meso échelle sur des phénomènes de plus grande échelle (état moyen de l’océan, cyclogenèse, modes de la variabilité climatique tels El Niño ou l’oscillation de Madden Julian,…) et vice-versa.

Conclusion Interactions avec les responsables d’équipes et de pôles au LOCEAN Dialogue/relai au niveau national ET européen/international Soutien aux actions transverses liées à ce thème Organisation de workshops thématiques Participations en enseignement En comparaison des autres acteurs (laboratoires) français, les thématiques abordées ici sont peut-être plus variées, mais les moyens humains sont importants et pourraient vraiment bénéficier de plus d’interactions inter-équipes. Nos partenaires de travail privilégiés dans les autres laboratoires français sur ces thématiques sont au CNRM, au CEFREM, au LA, au LEGI, au LEGOS, au LPO, au LOV et au MIO.