Quelques idées sur l’impact du vent et des vagues sur la dynamique du plateau (Vincent Rossi, Thomas Meunier, Véronique Garçon, Yves Morel + discussions.

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1 Quelques idées sur l’impact du vent et des vagues sur la dynamique du plateau (Vincent Rossi, Thomas Meunier, Véronique Garçon, Yves Morel + discussions Fabrice Ardhuin + “com. vagues”)

2 Généralités

3 Crues hivernales (10 et 14 Fev. 2004) Modèle (SST) Observation Sat

4 Crues hivernales (10 et 14 Fev. 2004) Modèle (SSS)

5 Operations during MOUTON2007

6 Density Chl a

7 U V

8 A « PV thinking » approach of upwelling dynamics

9 Upwelling development
PV = cstt => z = f h/Hrest + geostrophy => « Kelvin » currents : U = Sk Uk e tx y y / Rk At the coast V(y=0) = 0 => U = t (y=0) => Uk = tk t Importance of barotropic mode (Ro ~ 500 km)

10 O’Brien & Hurlburt (1972), Rossi et al (2009)

11 "en lien avec la turbidité"
Thomas Meunier Vincent Rossi

12 Transport et impact sur le courant alongshore
V = grad P y/Re Vtrop = Ao t e Jusqu’à équilibre avec frottement fond Ek Ecoast = Ek e y/Re => Transport net vers côte

13 Transport et impact sur le courant alongshore, mode barocline
V = grad P X y/Rd Ecoast = Ek e Ek V = grad P y/Re Vcline = min(Bo t, Vmax) e Jusqu’à équilibre outcropping => Transport net vers côte

14 Transport, frottement et Vtrop limite
Vtrop = Transp * f t/H (<=> f U =g * grad zeta et int_0^t Transp = zeta * Rd) jusqu'à equil. Bottom fric Vtrop(max) = (f Transp / Cd) OK SI TRANSPORT (FORCAGE) CONSTANT (SPATIALEMENT) 1/2 => Umax ~ 0.25 m/s

15 t = to e Transport (forçage/tension/…) variable
Curl de tension => terme non conservatif mais peut être traité t = to e y/L 2 y/L y/L y/R Vtrop = f Transp t / H * ( e + 1/ ((R/L) - 1)( e - e ) Jusqu’à équilibre avec frottement fond

16 Conjonctures sur l’effet des vagues

17 La station BESSète Yann Lerrede (epigram2009) Station météo
Bouée Datawell ADCP BESSète

18 Yann Lerrede (epigram2009)
Période Janvier-Mars 2007 Vent à Sète 15 m/s Nord Ouest Nord Sud Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. Vents à la station météorologique de Sète Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.

19 Yann Lerrede (epigram2009)
Tempête du 18 février 2007 Yann Lerrede (epigram2009) Vent SE Mesures Modélisation Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. Vents à la station météorologique de Sète, (b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète. Courants simulés à la station BESSète entre le 12 février et le 25 mars 2007 par le modèle Symphonie. 19

20 ? Yann Lerrede (epigram2009) Manque Vtrop~ 0.3 m/s  Transp ~ 2 m^2/s
Vents de Sud-Est modérés (localement 10 à 15 m/s) Très forts courants mesurés sur le plateau ||U|| > 0,8 m/s ? Houle forte ( Hs> 5m) Manque Vtrop~ 0.3 m/s  Transp ~ 2 m^2/s Ajouter les effets de la houle dans le modèle ? Courants simulés sous-estimés (< 0,5 m/s) Impacts sur les transports sédimentaires pendant les tempêtes Profils verticaux de vitesses observées et simulées le 18 février 2007

21 Transport de Stokes (dû aux vagues)
Transport systématiquement « positif » (vers côte)  downwelling

22 Problème : En milieu tournant Stokes drift est compensé Hasselman (1970/1971) Xu & Bowen (JPO 1994)

23 Effet visqueux sur les vagues casse la compensation
Longuet Higgins (1972) Xu & Bowen (JPO 1994)

24 Transport total (barotrope)
Nu = 10^-4 m^2/s Mu = 10^-6 m^2/s

25 Transport total (barotrope)
Nu = 0.01m^2/s Mu = 0.01m^2/s

26 Conclusion = 2 m^2/s si coeff. réducteur (compensation+viscosité) ~ 0.15 => Umax ~ 0.25 m/s IMPACT DES VAGUES SIGNIFICATIF SUR FRANGE COTIERE DE PLUSIEURS KM (SI TRANSPORT BAROTROPE SUFFISANT)