Seminaires Septembre 2016-Aout 2017

Julie Billy,

Post-doctorante, CEFREM, Perpignan

Titre : Formation, évolution et réponses des littoraux face aux forçages globaux et locaux

Résumé : A venir

Williams Exbrayat

Centre de Documentation OMP

Titre : Comment faire efficacement de la bibliographie et de la bibliométrie quand (on n’est pas doué et) qu’on n’a pas le temps ?

Résumé : Être efficace, c’est maîtriser les potentialités parfois insoupçonnées des bases de données bibliographiques telles que le Web of Science et Scopus. Mettre en place une veille sur ses recherches, c’est très simple et c’est un vrai gain de temps. Connaître les capacités bibliométriques de ces bases de données, c’est aussi se doter d’une connaissance de son environnement de recherche. La bibliométrie (étude statistique des publications scientifiques), c’est enfin parfois bête et méchant, mais utile pour la réalisation de rapports. Le-index, le taux de citation, le rapport de citation, l’impact factor n’auront plus de secrets pour vous.

Nicolas Mayot

Laboratoire d'Océanographie de Villefranche sur Mer (LOV)

Titre : Influence des processus environnementaux sur la structure communautaire et la production du phytoplancton en Méditerranée Nord-Ouest

Résumé : Le phytoplancton joue un rôle essentiel dans le réseau trophique et le cycle du carbone. Il est donc primordial de comprendre les processus régulant son développement. En Méditerranée Nord-Ouest, le cycle annuel de la biomasse phytoplanctonique est caractérisé par une efflorescence particulièrement intense au printemps. Pour étudier l’influence des processus environnementaux sur la structuration saisonnière de la communauté phytoplanctonique une approche multi-outils basée sur des observations a été utilisée (combinant des données satellites, des campagnes et des plates-formes autonomes in situ). De plus, les répercussions sur la production phytoplanctonique saisonnière et annuelle ont été quantifiées à partir d’un modèle de production primaire. Il a été démontré qu’une convection hivernale intense dans la région provoque une augmentation significative de la biomasse et de la production phytoplanctonique printanière. Au niveau de la structure de la communauté phytoplanctonique, la contribution des diatomées à cette production primaire est, elle aussi, accrue.

 Séminaire exceptionnel

Subrahmanyam Bulusu,
Professor of Satellite Oceanography & Physical Oceanography,
Satellite Oceanography Laboratory, School of the Earth and Ocean Sciences
University of South Carolina, Columbia (USA) 

Title : Investigating Interannual and Decadal Changes in Sea Surface Salinity in the Oceanic Subtropical Gyres and their connection to the Global Water Cycle

Abstract :

There is evidence that the global water cycle has been undergoing an intensification over several decades as a response to increasing atmospheric temperatures, particularly in regions with skewed evaporation – precipitation (E-P) patterns such as the oceanic subtropical gyres. Moreover, observational data (rain gauges, etc.) are quite sparse over such areas due to the inaccessibility of open ocean regions. We analyzed spatial and temporal salinity trends in five subtropical gyre regions over the past six decades using Simple Ocean Data Assimilation (SODA) reanalysis. It reveals that a positive rising trend in sea surface salinity in the subtropical gyres emphasizing evidence for decadal intensification in the surface forcing in these regions. Zonal drift in the location of the salinity maximum of the south Pacific, north Atlantic, and south Indian regions implies a change in the mean near-surface currents responsible for advecting high salinity waters into the region. Our results indicate an overall salinity increase within the mixed layer, and a salinity decrease at depths greater than 200m in the global subtropical gyres over 61 years, of which each individual gyre was analyzed in further detail. We determine that freshwater fluxes at the air-sea interface are the primary drivers of the sea surface salinity (SSS) signature over these open ocean regions by quantifying the advective contribution within the surface layer. This was demonstrated through a mixed layer salinity budget in each subtropical gyre based on the vertically integrated advection and entrainment of salt. Our analysis of decadal variability of fluxes into and out of the gyres reveals little change in the strength of the mean currents through this region despite an increase in the annual export of salt in all subtropical gyres, with the meridional component dominating the zonal. This study reveals that the salt content of E-P maximum waters advected into the subtropical gyres is increasing over time. A combination of increasing direct evaporation over the regions with increasing remote evaporation over nearby E-P maxima is believed to be the main driver in increasing salinity of the subtropical oceans, suggesting an intensification of the global water cycle over decadal timescales.

Séminaire exceptionnel

Sophie Cravatte,

LEGOS / IRD

Titre : Le projet international TPOS2020 : Repenser le système d'observations océan-atmosphère dans le Pacifique Tropical

Résumé :

TPOS2020 (Tropical Pacific Observing System for 2020) est un projet international, créé suite à la crise du réseau de mouillages TAO/TRITON, dont l’objectif est de repenser l’ensemble du système d’observations dans le Pacifique Tropical. Il vise à évaluer les différents éléments qui le composent et à construire, d’ici 2020, un nouveau système d’observations qui prenne en compte les avancées scientifiques et technologiques, qui soit intégré, international et pérenne, et qui puisse répondre à la fois aux besoins de la recherche sur le climat et aux besoins des centres de prévisions opérationnelles. Il inclut aussi une réflexion sur les besoins pérennes en observations biogéochimiques.

Alors que les différents éléments du système d’observations ont été développés de façon indépendante, le projet considère l’ensemble des plateformes et leurs complémentarités (mouillages, flotteurs Argo, observations satellites). Ces différentes sources de données doivent utilement être intégrées et les modèles avec assimilation de données, qui permettent une telle intégration, sont considérés comme des éléments importants du système. Leur amélioration est cruciale pour le succès du projet.

Avec cette vision, TPOS2020 propose de faire évoluer le réseau de mouillages pour cibler des phénomènes et des régions clefs. Les verrous scientifiques à lever pour une meilleure compréhension du système et pour permettre le développement des modèles concernent la couche de mélange océanique et les flux de surface qui interagissent avec elle ; le cycle diurne ; le couplage océan-atmosphère dans la région équatoriale ; les régions de bord ouest et est du Pacifique ; et la biogéochimie, en particulier les flux de carbone air-mer. Ces besoins seront satisfaits grâce à une combinaison de réseaux pérennes et d’observations expérimentales. Une attention particulière est portée sur l’amélioration des flux air-mer et sur l’obtention de bonnes estimations de vents.

Ce séminaire présentera les recommandations du premier rapport TPOS2020, publié en décembre 2016 (cf http://tpos2020.org/), et première étape vers une redéfinition et une amélioration du système d’observations. Les évolutions proposées ainsi que les raisonnements et justifications qui les sous-tendent seront discutés.

Anouck Ody,

Post-doctorante à l'Institut Méditerranée d'Océanologie (MIO)

Titre : Les océans sous haute résolution: des eaux côtières aux algues flottantes

Résumé : Dans le Golfe du Lion, le Rhône déverse des sédiments et polluants qui peuvent grandement affecter la qualité et la productivité des eaux côtières. Le transport et la dynamique de ces sédiments, de leur source jusqu’à leur dissolution dans l’océan, ainsi que leur composition biogéochimique restent cependant peu connus, principalement à cause du faible échantillonnage spatio-temporel des données in situ.

A des milliers de kilomètres de là, les Antilles subissent depuis 2011 et de façon importante et irrégulière des invasions d'algues, les sargasses, s'échouant sur les plages et causant d'important problèmes socio-économiques. Les informations obtenues grâce aux données d'échouages et aux quelques observations opportunistes ne suffisent cependant pas à étudier la distribution et la dynamique des radeaux de sargasses et à comprendre les causes de leur récente arrivée dans les Antilles.

Avec leurs résolutions toujours plus importantes, les satellites sont aujourd'hui des outils puissants pour l'observation des océans. Dans ce séminaire, je vous présenterai comment les satellites de la couleur de l'eau peuvent compléter les données in situ et apporter des informations majeures à ces deux problématiques: le transport sédimentaire, du fleuve jusqu'à l'océan (Projet HIGHROC-LOV), et la distribution et dynamique des sargasses en Atlantique Nord et Central (projet SAREDAsss - MIO - IRD).

Jared Penney,

Post-doc LEGOS

Title : Direct Numerical Simulation of Double-Diffusion in Gravity Currents and Rayleigh-Taylor Instabilities

Abstract : When the density of a fluid is a function of the concentration of two different constituents, differences in the diffusivities of those constituents may result in a class of instability called double-diffusion. For example, when a layer of warm, salty water rests above a layer of cool, fresh water, the rapid diffusion of heat compared to the slow diffusion of salt results in localized parcels of high density fluid above the pycnocline. These parcels then sink out in the form of long, thin, convective cells called salt fingers. In the ocean, double-diffusion is thought to be an important mechanism in the transport of heat and salt. However, the scales of double-diffusive phenomena are considerably finer than many oceanographic processes (e.g., salt fingers typically range from a few millimetres to centimetres wide). The small scale of these structures can make their direct measurement in the environment difficult, and they are often considered sub-grid scale processes in many oceanographic models. In this talk, we discuss the results of high-resolution direct numerical simulations of fine-scale double-diffusive phenomena. The ability to compute quantities that cannot be measured directly through experiment, such as dissipation, stirring, and mixing, is a considerable advantage afforded by numerical simulation. We consider two different types of flow. The first set of simulations examines the development of gravity currents that are favourable to salt fingering, and explores how different vertical boundary conditions and current volumes affect the flow. The second set of simulations examines a three-layer system giving way to double-diffusive Rayleigh-Taylor (RT) instabilities, in an effort to characterize double-diffusive turbulence without imposed shear. The fluid in these simulations is assumed to be incompressible, and governed by the Navier-Stokes equations subject to the Boussinesq approximation. Density is defined by an approximation to the UNESCO equation of state that is third-order in temperature and first-order in salinity. High-quality three-dimensional visualization techniques are used to characterize the flow fields. Simulations of the salt fingering gravity currents revealed that no-slip boundaries cause the formation of standard lobe-and-cleft instabilities in the current head. Simulations with no-slip boundaries also encourage both an earlier onset and a greater degree of three-dimensionalization, as well as greater viscous dissipation, stirring, and mixing when compared to similar configurations using free-slip boundaries. In the three-layer simulation, RT instabilities were observed to dominate the length scales of kinetic energy, while double-diffusion dominated the length scales associated with the density field. This was confirmed through spectral analysis, in addition to displaying strong similarity between the dominant scales of salinity and density. Double-diffusion was also observed to be the cause of densities greater than the initial maximum value.

Séminaire exceptionnel

Marielle Gosset

Hydrométéorologue IRD, GET

Titre : Suivre les orages et mesurer la pluie grâce aux réseaux de téléphone mobile : une donnée d’opportunité pour compléter les observations traditionnelles

Résumé :

L’idée d’exploiter la perturbation des réseaux de téléphonie par la pluie pour quantifier celle-ci a fait jour depuis une dizaine d’années. Plusieurs auteurs ont montré qu’en analysant les signaux émis et reçus entre les antennes-relais, on pouvait quantifier l’atténuation des micro-ondes due à la pluie et, par suite, estimer les intensités pluvieuses. Grâce aux données sur l’ensemble d’un réseau de téléphonie mobile, on peut obtenir des champs haute résolution, comparables – et potentiellement meilleurs en zones urbaines- que ceux des radars météorologiques. Les services météo des Pays-Bas et d’Israël expérimentent cette méthodologie à l’échelle nationale/régionale, d’autres pays comme l’Allemagne ou la Suisse testent la faisabilité en zone montagneuse ou pour l‘hydrologie urbaine. Enfin tout récemment, nos équipes ont démontré la faisabilité et quantifié les performances de cette méthode en Afrique (Burkina Faso ; Doumounia et al, 2014 ; Gosset et al, 2015) où le déficit d’information pluviométrique rend cette technique particulièrement intéressante. Une thèse démarre à l‘OMP sur l’utilisation de ces mesures, combinées à l‘information satellitaire, pour développer des systèmes d’alerte aux inondations adaptés aux pays les moins développés.

Ce séminaire exposera les principes de base de cette méthode, dressera l’état de l’art, présentera les avantages et limites de la technique, ses enjeux et ses perspectives. 

Ce sera également l’occasion de discuter du rôle des mesures d’opportunités dans les futurs systèmes d’observations, et de la position des équipes toulousaines dans ces initiatives. 

Initialement prévu le jeudi 26 janvier, ce séminaire a été reporté au jeudi 2 mars. Merci de votre compréhension.

Julien Jouanno,

LEGOS/IRD

Titre : Meso- and submesoscale dynamics in the Gulf of Mexico

Résumé : 1)  Loop Current Frontal Eddies: formation along the Campeche Bank and impact of coastally-trapped waves. Velocity data from a mooring array deployed northeast of the Campeche Bank (CB), shows the presence of subinertial high-frequency (below 15 days) velocity fluctuations within the core of the northward flowing Loop Current. These fluctuations are associated with the presence of surface intensified Loop Current Frontal Eddies (LCFEs), with cyclonic vorticity and diameter < 100 km. Analysis of high resolution simulations suggests that they originate along and north of the CB, their main energy source being the mixed baroclinic-barotropic instability of the northward flow along the shelf break. Model results show that wind variability associated with winter cold surges are responsible for the emergence of high-frequency LCFEs in a narrow band of periods (6-10-day) in the region of the CB. 

2) Impact of submesoscale dynamics on vertical exchanges of tracers in the Gulf of Mexico. A set of long term regional simulations (with horizontal resolution at ¼°, 1/12° and 1/36°) has been designed to investigate the role played by the meso- and submesoscale turbulence on the dispersion of passive tracers in the upper layers of the Gulf of Mexico. In contrast to recent studies suggesting that enhanced submesoscale activity in the winter mixed layer may achieve efficient exchanges with the permanent thermocline below, the model analysis suggests that the eddy activity at scales shorter than the mesoscale reduces the exchanges between the surface and the thermocline. This effect is explained by the restratifying action of the submesoscale turbulence that efficiently limits the deepening of the mixed-layer in response to atmospheric winter synoptic events.

Dr. Xiyu Xu,

associate professor of the Laboratory of Microwave Remote sensing, National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences

Title : Remarks on the advance of microwave remote sensing and satellite altimetry in China

Abstract : Dr. Xiyu Xu is a visiting scholar in LEGOS from China. He is an associate professor of the key Laboratory of Microwave Remote Sensing, National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences. His scientific interest lies in the data processing and calibration of satellite radar altimeters. He will work with Anny Cazenave and Florence Birol this year.

As a newcomer he is willing to make acquaintance with new colleague of LEGOS, not only in the academic work, but also in real life. He plans to give a brief seminar on the general information of his affiliation in China and himself, and on the recent advances of microwave remote sensing and satellite altimetry in China. He will be very appreciated if the seminar can draw your attention.

Lionel Renault,

Research assistant, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences (AOS), University of California, Los Angeles (UCLA)

Titre : Regional Ocean-Atmosphere Interactions and their Consequences on the Circulation and on the Biogeochemical Activity

Résumé : The Ocean - Atmosphere interactions have a large influence on the climate and on the ecosystems at the basin scale. The main climatic modes of variability (e.g., El Nino, NAO, ...) are coupled modes between the Ocean and the Atmosphere. The ecosystems have a strong response to those variations through the influence of the wind, the light, and the temperature on the nutrient stock and, thus, on the primary production and the oxygen concentration.

Systematic biases in sea surface temperature in global models have highlighted the limitations of studies based on the global models and have, thus, spurred the investigation of the Ocean-Atmosphere interactions based on the regional modelling approach.

In the past few years, it has been demonstrated that the regional Ocean-Atmosphere interactions can strongly modulate the variability and the mean physical and biogeochemical state of the ocean.

In this presentation, the focus will be on two processes involving Ocean-Atmosphere interactions: the wind stress curl forcing associated to the so-called wind drop-off and the current feedback to the atmosphere. Using a set of regional coupled Ocean and Atmosphere models over different regions encompassing Eastern and Western boundary current systems, we will illustrate to which extent those interactions can control the exchange of energy between the Ocean and the Atmosphere, the mean and meso-scale circulations, and the net primary production and oxygen concentration. Implication of these results for understanding the deoxygenation of the ocean and the impact of climate change on the Eastern Boundary Upwelling System will be discussed

Séminaire exceptionnel

Stéphan Astier

Professeur émerite à l'INP Toulouse

Laboratoire LAPLACE UPS/INP/CNRS

Titre : Energies renouvelables et transition énergétique

Résumé :

Avec l’entrée en vigueur depuis le 4 novembre 2016 de l’accord de Paris sur le climat, conclu à l’issue de la 21ème Conférence des parties, tenue à Paris fin 2015, on est officiellement entré dans une phase de transitions sociétales visant simultanément une adaptation aux dérèglements climatiques et la limitation de ces dérèglements par atténuation des émissions de gaz à effet de serre (GES). L'objectif d’une limitation du réchauffement mondial entre 1,5 °C et 2 °C d’ici 2100, implique de limiter la teneur CO₂ dans l’atmosphère à 450 ppm en ayant divisé par deux les émissions mondiales de CO₂ en 2050 (par quatre en OCDE). Si tous les secteurs d’activités sont concernés, le domaine énergétique l’est particulièrement car il est mobilisé par tous les autres secteurs d’activités et fondé sur une exploitation massive des hydrocarbures fossiles fortement émettrice de GES. Il représente ainsi à lui seul plus de 50% de l’empreinte écologique globale de l’humanité. Le secteur des transports est souvent mis à l’index mais la production d’électricité, peu émettrice en usage final, constitue en même temps le premier émetteur de CO₂ par sa génération encore très majoritairement d’origine fossile.

Dans ce contexte, le développement des sources d’énergies renouvelables et une électrification conjointe et croissante des usages, notamment des transports, apparaissent comme des conditions nécessaires du développement durable. Mais cela implique de nouveaux impacts à prendre en compte (emprises territoriales, raréfaction de matériaux, …) et de nouvelles contraintes, particulièrement pour les réseaux électriques qui devront être restructurés (Smart-grids). Différentes voies technologiques nouvelles sont proposées (séquestration du CO₂, systèmes et véhicules hybrides, stockages énergétiques, nouveaux vecteurs énergétiques tel l’hydrogène, power-to-gas, smart-grids, etc) auxquelles il faut associer de nouveaux systèmes économiques et de nouveaux usages. Mais cela implique aussi un changement profond du rapport aux ressources naturelles et à l’énergie et des pratiques (efficacité, sobriété, concept NégaWatt) qui rend les choix citoyens et les décisions politiques d’autant plus difficiles que les situations présentes diffèrent d’une région à l’autre.

En reliant ces différents éléments, la présentation propose un point de vue actuel et prospectif sur cette problématique multidimensionnelle de la transition énergétique et du développement associé des énergies renouvelables avec un focus particulier sur la situation française dans le contexte européen et mondial.

Sulian Thual,

Post-doctoral position,

New York University, Department of Mathematics

Title : A stochastic skeleton model for the MJO

Abstract : The Madden-Julian oscillation (MJO) is the dominant mode of variability in the tropical atmosphere on intraseasonal timescales and planetary spatial scales. The skeleton model is a minimal dynamical model that recovers robustly the most fundamental features of the MJO such as its propagation speed, peculiar dispersion relation, quadrupole vortex structure, etc. This model depicts the MJO as a neutrally-stable atmospheric wave that involves a simple multiscale interaction between planetary dry dynamics, planetary lower-tropospheric moisture and the planetary envelope of synoptic-scale convective activity. We will show that the skeleton model can reproduce the intermittent generation of MJO events and their organization into wave trains with growth and demise with stochastic fidelity with the observational record. We achieve this goal by developing a simple stochastic parametrization for the unresolved details of synoptic-scale convective activity, that is coupled to otherwise deterministic processes in the skeleton model. In particular, the intermittent initiation, propagation and shut down of MJO wave trains in the skeleton model occur through these stochastic effects. In addition to this, we will discuss how the skeleton model may qualitatively reproduce additional features of intraseasonal variability when it accounts for more details of the meridional and vertical structure of convective activity. This includes MJO events with realistic front-to-rear (i.e. tilted) vertical structure as well as intraseasonal events with off-equatorial heating or northward propagation as in the asian monsoon.

Moacyr Araujo

DOCEAN-UFPE, Brazil

Title : Brazil-France-Africa cooperation in tropical Atlantic : Main scientific topics and research frameworks

Abstract : The tropical Atlantic ocean is a complex area where zonal currents and counter-currents coexist with strong ocean-atmosphere heat exchanges as well as local upwelling of cold waters. It is a critical region for processes associated to the Meridional Overturning Circulation (MOC), such as cross-equatorial exchanges, and for SST variability that impacts on climate variability of the coupled tropical ocean/atmosphere system. In the tropical ocean, cold thermocline waters of non-equatorial origin from both hemispheres are transformed into warm waters masses via entrainment and subsequent surface heat flux, and then escape from this region northward as well as southward, although the net heat transport is northward. Several research programs have been proposed to study the transport and heat variability in this area. Most of these efforts focus on air-sea interaction processes related to climate change investigations. We intend to present an overview of the ocean research activities issued from joint Brazil-France-Africa efforts during the past two decades (and underway) in the tropical Atlantic. Scientific priority topics as well as main research cooperation frameworks will be presented.

Fatma JEBRI

Doctorant LEGOS / MIO / INSTM

Title : Variability of surface currents and transports of the Central Mediterranean Sea using coastal altimetry

Abstract : Along track altimetry data is used to observe and monitor coastal ocean features over the transition area between the Western and Eastern Mediterranean Basins. The relative performances of both the AVISO and the X-TRACK research regional altimetric datasets are compared using in situ observations. Results indicate the good potential of satellite altimetry to retrieve dynamic features over the area.

The seasonal evolution of the surface circulation is then analyzed by conjointly using X-TRACK data and remotely sensed sea surface temperature observations. This combined dataset clearly depicts different current regimes and bifurcations, which allows us to propose a new seasonal circulation scheme for the Central Mediterranean. The analysis shows variations of the path and temporal behavior of the main circulation features: the Atlantic Tunisian Current, the Atlantic Ionian Stream, the Atlantic Libyan Current and the Sidra Gyre. The interannual variations of the latter are also analyzed.

In a second time, the interannual evolution of the Atlantic water volume transport is estimated based on approximate equations model that assimilates altimetry data and is forced by bathymetry constraints. The model parameters are validated with in-situ hydrographic measurements. The mean transport budgets and low errors give highly promising results in the light of values quantified in previous works. The analysis allows us to propose insights on the upper layer transport at the long-term in the wild shelf areas of the Central Mediterranean. This basin variability seems to be mostly dominated by the mesoscale activity.

Jean-Luc Fuda

DT-INSU, La Seyne/mer

Titre : Le parc national des planeurs sous-marins

Résumé : Le parc national des planeurs sous-marins a été créé en 2008 par le CNRS, en partenariat avec la DGA, l'IFREMER, l'IRD et l’UPMC. Il est géré par la Division Technique de l'INSU sur le site IFREMER de la Seyne sur mer. Il est opéré par une équipe de 5 personnes qui proposent  une prestation clé en main aux utilisateurs: préparation des engins, organisation logistique, opérations à la mer et pilotage 7/7 tout au long de l'année.

Depuis sa création, plus de 130 missions ont été réalisées, essentiellement en Méditerranée, mais également en Atlantique et dans le Pacifique. Dans mon exposé, je présenterai l’historique du parc, les modalités d’accès aux appareils, et le déroulement concret de chaque mission (préparation, organisation logistique, déploiement, pilotage 7/7, récupération, données). L’année 2016 me permettra d’illustrer notre plan de charge pour une année typique. J'évoquerai le programme prévisionnel de l'année prochaine, l'état actuel du parc et je finirai par discuter de la nécessité de jouvence du parc actuel.

Séminaire exceptionnel

Jacqueline Boutin,

Audrey Hasson,

 LOCEAN-IPSL

Titre : La mesure de la salinité à la surface de l'océan par télédétection et durant la campagne SPURS2

Résumé :

La salinité à la surface de l'océan (SSS) est observée par satellite depuis 2010 (mission SMOS (2010-), Aquarius (2011-2015), SMAP (2015-)).

La première partie sera consacrée à l'état des connaissances sur la télédétection de la SSS, les caractéristiques des SSS inversées à partir de ces missions, leur complémentarité et leur apport relativement à d'autres mesures in situ et satellitaires pour surveiller la variabilité océanique à mésoéchelle et la variabilité induite par la pluie.

Dans une seconde partie, Audrey Hasson présentera les résultats préliminaires acquis durant la première campagne SPURS2 qui a eu lieu dans le Pacifique tropical durant l'été 2016 et qui vise à mieux appréhender les processus reliant SSS et pluie.

Guillaume Serazin,

LEGOS, Toulouse

Titre : Empreinte basse-fréquence de la variabilité intrinsèque océanique sur l’océan global à travers différents jeux de simulations turbulentes

Résumé : Ce séminaire est l’occasion de présenter quelques résultats concernant la variabilité océanique intrinsèque générée spontanément sous forçage atmosphérique saisonnier dans des simulations océaniques à haute-résolution (1/4° et 1/12°), en présence de tourbillons de méso-échelle (~ 100 km). L'empreinte de la variabilité intrinsèque sur le niveau de la mer (SLA) est caractérisée dans plusieurs gammes d'échelles spatio-temporelles par des méthodes de filtrage. En particulier, il est montré que la variabilité petite-échelle inter-annuelle à décennale de SLA observée par les satellites altimétriques, a un caractère stochastique et est majoritairement intrinsèque. Aux échelles de temps multi-décennales, la variabilité intrinsèque de SLA dans les régions océaniques turbulentes est d'amplitude comparable à la variabilité interne simulée dans les modèles climatiques couplés (dénués de turbulence océanique), et pourrait constituer une source additionnelle d'incertitudes dans la détection de l'élévation régionale du niveau de la mer d'origine anthropique. Une analyse spectrale montre enfin que l'advection non-linéaire de vorticité relative transfère spontanément de l'énergie cinétique d'ondes frontales hautes-fréquences vers des tourbillons de méso-échelle plus lents, générant in fine de la variabilité intrinsèque basse-fréquence. Des résultats préliminaires concernant l'impact de la variabilité intrinsèque basse-fréquence sur le contenu de chaleur à différentes profondeurs seront également montrés, suite à l’analyse récente d’un ensemble novateur de 50 simulations au 1/4°. Ces travaux témoignent plus généralement du caractère chaotique de l'océan turbulent, dont l'interaction avec l'atmosphère est encore mal comprise.

Pierre Le Hir,

IFREMER Plouzané

Titre : Evolution morphosédimentaire à long terme d'un estuaire : effets du changement climatique et rôle des marais végétalisés. Etude par modélisation d'estuaire schématique
Résumé : Parmi les impacts du changement climatique en estuaire, l'un des plus difficiles à appréhender est leur possible évolution morphologique, due à la montée du niveau de la mer en aval ou aux changements d'apports liquides et/ou solides en amont. Tandis que les chenaux sont souvent contraints et entretenus sur des critères de navigabilité, les estrans et marais maritimes sont susceptibles d'être fortement impactés par le changement climatique pour deux raisons:

- le profil transversal d'un estuaire est généralement convexe, et les estrans supérieurs, le plus souvent végétalisés, ne sont inondés qu'à pleine mer de vive eau : en cas d'élévation de la mer, ce taux d'inondation peut s'accroître très fortement, et générer de nouvelles contraintes sur l'écosystème de marais;

- l'élévation des marais dépend du taux de sédimentation, qui lui-même dépend du taux d'inondation et des concentrations en suspensions dans l'estuaire.

Un modèle hydrodynamique et de transport de sédiment, 3D et simulant de façon simplifiée les processus d'érosion/advection/dépôt du sable et de la vase, est utilisé pour simuler l'évolution morphologique d'un estuaire schématique, initialement en forme d'entonnoir. Un facteur morphodynamique est utilisé pour accélérer les évolutions sédimentaires. Le développement de la végétation est asservi à la cote bathymétrique, et interagit avec l'hydrosédimentaire en freinant les écoulements, en piégeant une part des suspensions et en générant une sédimentation de matière organique.

Les résultats montrent une forte dépendance de l'évolution des estrans supérieurs et de leur taux d'inondation aux apports de sédiments en amont et selon le rythme d'élévation du niveau moyen de la mer. Des chenaux secondaires de drainage dans les marais maritimes sont spontanément reconstitués par le modèle. Les effets de la végétation sont discutés.