Circulations de méso- et de subméso-échelle

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1 Circulations de méso- et de subméso-échelle
en Méditerrannée nord occidentale P. Testor, A. Bosse, L. Houpert, L. Mortier, L. Prieur, C. Estournel, P. Damien F. D’Ortenzio, L. Coppola, V. Taillandier et al.

2 Circulation et processus de meso et submeso échelle
Circulation générale cyclonique (courant nord et front Nord Baléares) Formation d’eau profonde en hiver 3 masses d’eaux AW, LIW, WMDW

3 Tourbillons cohérents de (sub)mésoéchelle de LIW
Salinity Doming + LIW Subsmesocale Coherent Vortices (SCVs) = preconditionning agents (local salt injection) 15km

4 Le rôle préponderant des SCVs de LIW
L’analyse approfondie de toutes les donnée in situ montre: de nombreux SCVs de LIW SCVs dans les données glider (bonne résolution) des profils isolés qui auraient pu être réalisés dans des SCVs de LIW (campagne, flotteurs) Anticyclonique, D~10km, U ~ 10cm/s Durée de vie ~1 an 45 90 135 180 Distance (km) Impact majeur sur les circulations intermediaire et profonde ! Formés au coin NW de la Sardaigne (au moins) Bosse et al. (2014): Spreading of Levantine Intermediate Water by Submesoscale Coherent Vortices in The Northwestern mediterranean Sea as observed with gliders, accepted 4 Analyse objective de LIW Diamands, triangles = SCVs, Cercles = candidats

5 Tourbillons cohérents de (sub)mésoéchelle de nWMDW
Census of nWMDW numerous eddies Partie supérieure d’un cyclone de nWMDW R~ 8km, U ~ 15cm/s Ro ~0.5 Bu ~1 durée de vie > 2 mois 1st Apr 2013 !

6 Le rôle préponderant des SCVs de nWMDW
Aussi observés au mouillage LION (algorithm eddy detection (Houpert PhD, 2013) nWMDW SCVs Red: cyclonic, Blue Anticylonic Aussi observés avec des CTDs et des flotteurs (pas résolus) Formés par intrusion de nWMDW dans des eaux plus stratifiées (instabilités) Et ajustement cyclostrophique Bosse et al (2014) in prep

7 Phase de mélange de la convection prrofonde : plumes
Vitesses verticales très fortes observées au mouillage ~10-15cm/s Peuvent eêtre aussi observés avec les gliders – modèle de vol quasi-statique Green=sensors Red= parameters for optimization Fonction de coût

8 Phase de mélange de la convection prrofonde : plumes
NC MP NBF MP NC MP NBF plumes? plumes plumes

9 Phase de mélange de la convection prrofonde : plumes
comparaison gliders/mooring Plumes d’échelle horizontale ~1km Exemple sur 2 plongées Work in progress…

10 Structures de submésoechelle en bordure du Courant Nord
Une parcelle fluide avec un Vorticité Potentielle (PV) opposé au paramètre de Coriolis (<0 dans l’hémisphère nord) est instable (instabilité symétrique)

11 Comparaisons observations - modèle
Le modèle numérique SYMPHONIE configuration réaliste (résolution horizontale de1km, 40 niveaux verticaux) forçage de surface: ARPERA conditions aux limites prescrites par MERCATOR Simulations de gliders Bonne représentation des processus d’échanges à submesoéchelle au niveau du front

12 Vorticité potentielle – localisation de l’instabilité symétrique
PV à différents niveaux: 20m, 50m, 100m, 200m

13 Flux de surface Flux de flottabilité de surface Flux de flottabilité d’Ekman Vents le long des fronts eaux denses sur plus légères forts flux de flottabilité d’Ekman corrélés avec PV < 0. ratio: Effet sur la PV quand la MLD s’approfondit Flux de flottabilité d’Ekman >> flux de flottabilité de surface

14 Le développment de l’instabilité symétrique
Evolution d’une section au travers du Courant Nord.

15 Le développment de l’instabilité symétrique
Evolution d’une section au travers du Courant Nord.

16 Le développment de l’instabilité symétrique
Evolution d’une section au travers du Courant Nord.

17 Le développment de l’instabilité symétrique
Evolution d’une section au travers du Courant Nord.

18 Le développment de l’instabilité symétrique
Evolution d’une section au travers du Courant Nord.

19 Le développment de l’instabilité symétrique
Evolution d’une section au travers du Courant Nord.

20 Conclusions Nombreux résultats grâce à la bonne résolution temporelle/spatiale des données gliders qui complémentent les autres composantes du système d’observation. Rôle majeur des SCVs pour la circulation des eaux intermédiaires et profondes. Caractérisation des plumes convective Caracterisation des echanges frontaux au niveau du courant nord, rôle de l’instabilité symétrique (+posters) Perspectives Quantification des flux associés Comparaisons obs/model, études de sensibilité, et parametrisations (?) Impacts sur la biogéochimie

21 Données multidisplinaires à meso/submeso échelles
section verticale Fluo Chla Oxygen Turbidity Pot. Temp Salinity Pot. Dens. north south North Balearic Front Northern Current Mixed patch Small scale variability physical-biogeochemical coupling Presence en mer même durant des conditions météo sévères