Introduction aux interactions Océan-Atmosphère en Atlantique tropical

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1 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

2 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

3 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

4 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)

5 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

6 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 ≈

7 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

8 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

9 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

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

11 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).

12 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

13 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

14 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

15 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

16 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

17 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

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

19 ≈ - + + 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

20 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

21 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

22 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

23 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

24 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 ≈ - +

25 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 ≈ - +

26 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

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

28 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

29 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

30 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

31 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