Seminars

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Séminaire Septembre 2012 - Aout 2013

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Séminaires Septembre 2011 - Août 2012

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Séminaires 2011

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Octobre

Mardi 11 octobre à 10h en salle Coriolis

Nicolas Kolodziejczyk (Post-doc de Fabienne Gaillard, ifremer/LPO, Brest)

Titre : OBSERVATION OF INTER-ANNUAL VARIABILITY OF SPICINESS IN THE PACIFIC THERMOCLINE

Résumé : Using gridded temperature and salinity field predominantly based on global Argo in situ data (ARIVO), we investigate the inter-annual variability of generation, propagation and fate of the density-compensated anomaly of salinity (spiciness) observed in the thermocline of the subtropical and tropical Pacific Ocean over the period 2004-2010.

Successive anomalies of spiciness are evidenced on s? = 25.0 and 25.5 in both hemispheres of the Pacific Ocean during 2004-2010. They propagate within the thermocline from the north- and south-eastern subtropical regions of subduction towards the western tropics, following the mean stream functions in about 5 years. In the southern hemisphere the dominant spiciness signal is generated in the eastern basin near 15-35°S. It is mainly associated with a 2 to 3-year variability, which is reminiscent to ENSO variability. This suggests a impact of tropical variability on subtropical subduction. In the northern hemisphere, the dominant spiciness signal is subducted north of 30°N, and its generation develops within about 4-5 years which is comparable to PDO trend. The observations suggest that the spiciness anomalies reach the equator in the western tropics and could influence the long term trend of the freshwater and heat budget in the equatorial thermocline (5°S-N).

Lundi 10 octobre à 11h en salle Coriolis

Robert Scott (Laboratoire de Physique des Oceans Universite de Bretagne Occidentale, Brest)

Titre : Estimations de trajectoires de bouées dérivantes dans l'Atlantique Equatorial: une approche d'ensemble multi-modèle

Résumé : Nous avons comparé les estimations de trajectoires de bouées dérivantes de surface d’une durée de 1 à 7 jours dans l'Atlantique équatorial, sur une période de 18 mois avec cinq réanalyses de modèles de circulation océanique générale (OGCMs) à haute résolution et un produit déduit uniquement d’observations (SURCOUF). La distribution cumulative des erreurs de trajectoire a été estimée en utilisant plus de 7000 jours de bouées dérivantes de surface. Le produit déduit d’observations présente moins d’erreurs que n'importe laquelle des réanalyses d’OGCMs. Trois stratégies pour améliorer les estimations de trajectoire ont été explorées: deux méthodes pour produire des estimations composites multi-modèles ainsi qu’un filtrage spatial passe-bas. Les résultats ont été insensibles à la méthode utilisée pour créer les estimations composites, et la plupart des résultats sont meilleurs que pour le produit d'observation SURCOUF. La comparaison des compétences relatives des diverses réanalyses OGCMs suggère des perspectives prometteuses pour l'exploration de nouvelles améliorations: forcer les modèles avec un stress de vent à plus haute fréquence, mieux contrôler la qualité des données d'entrée, et utiliser la mise à jour incrémentale de l’analyse (Incremental Analysis Update IAU), procédure d'initialisation permettant de produire une analyse des océans en temps continu. L' OGCM ayant la plus faible résolution horizontale, c’est-a-dire GLORYS au 1/4º de longitude de résolution horizontale, fait les meilleures estimations de trajectoire. Les OGCMs individuels sont dominés par le bruit à des échelles spatiales inférieures à environ 100 à 200 km. Mais des signaux utiles sont masqués par ce bruit et pourraient être récupérés en combinant tous les champs de vitesse OGCM pour produire un modèle composite. Le modèle composite permet de reproduire des échelles spatiales d’environ 75 km.

Lundi 3 octobre à 11h en salle Coriolis

Ernesto Rodríguez, (Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology)

Titre : SWOT: The Surface Water and Ocean Topography Mission

Résumé : SWOT, the Surface Water and Ocean Topography mission is a NASA/CNES joint mission that will nominally launch in 2019. SWOT serves two communities to address key unknown issues in geophysics and applications. For oceanographers, SWOT will provide the first measurements of sea surface height (SSH) able to resolve small mesoscale and submesoscale circulation, providing key measurements for understanding ocean mixing and dissipation. For hydrology, SWOT will provide the first global inventory of fresh water and global changes in water storage and discharge. In the first part of this talk, the SWOT mission will be reviewed, including the science objectives and the principles behind near-nadir radar interferometry, which allows the determination of water elevation with accuracies and spatial resolutions several orders of magnitude better than traditional altimetry. The design of the SWOT mission, including temporal and spatial sampling characteristics, the expected data products and their accuracies, and the calibration and validation plans will also be reviewed. The second part of the talk will concentrate on the feasibility of estimating river discharge from the SWOT data. River discharge is an essential component in understanding the flux of fresh water in the global water cycle. While SWOT does not directly measure discharge, it will be shown that by combining the water body elevation and extent measurements, together with dynamical multi-temporal constraints, it is possible, in principle, to recover hidden variables (river bathymetry and friction coefficient) that allow for the estimation of global instantaneous discharge. Recent progress towards achieving this goal and plans for future experimental demonstrations will be presented.

Ermesto Rodríguez has worked at the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, since 1985. During that time, he has been one of the pioneers of radar interferometry, providing a theoretical basis and participating in missions such as the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). He is currently the mission architect for the SWOT mission and the project scientist for the NASA QuikSCAT mission. He has also contributed to radar altimetry, scatterometry, ice sheet sounding, and electromagnetic scattering theory.

SEPTEMBRE 2011

Jeudi 22 septembre à 11h en salle Coriolis

Anouk de Brauwere, (Université catholique de Louvain, Institute of Mechanics, Materials and Civil Engineering (Belgium) & Vrije Universiteit Brussel, Dept. Analytical and Environmental Chemistry (Belgium))

Titre : A multi-scale model for the Scheldt land-sea continuum

Résumé : The Scheldt River has its source in France, crosses Belgium and The Netherlands before it finally reaches the North Sea. During its journey the river receives huge amounts of pollutants from industry, agriculture and the densely urbanised regions it crosses. In the past decades the inputs have changed due to changing human activities, resulting in changed ecosystem responses, probably amplified by the simultaneous climatic change. On the other hand, we stand on the verge of more dramatic changes both in climate and direct human pressure, and it is not clear what will be the actual impact on the water quality and ecosystem in the Scheldt watershed and the North Sea. This issue is the research subject of a network of Belgian universities, called TIMOTHY (www.climate.be/TIMOTHY).

A first phase of TIMOTHY is almost finished and some of the results obtained within this phase will be presented. More particularly the focus will be on the finite element model SLIM (www.climate.be/slim) and its application to the tidal river-sea continuum of the Scheldt. This model exploits the finite element method to solve the governing equations on an unstructured grid, allowing to locally increase the spatial resolution without blowing up the computational cost. A brief overview will be given of the first applications successfully tackled with SLIM, followed by an outlook to current and future developments.

Jeudi 15 septembre à 11h en salle Coriolis

Ben Galton-Fenzi, LEGOS

Titre : Development of an ocean model for application to the Antarctic continental shelf seas

Résumé : The presentation will describe a model that is being developed to investigate the effect of a changing climate on the mass balance of ice shelves and dense water formation. The model is based on the Regional Ocean Modeling System (ROMS) which is able to simulate interactions between flows and topography, such as buoyant plumes of ice shelf water that can rise under ice shelves and dense plumes of Antarctic bottom water that flow down the continental shelf to the deep ocean. ROMS has been customised to include thermodynamic and mechanical ice-shelf/ocean interactions, frazil dynamics and tides. The application of the model and its scientific focus to several regions around Antarctic will be described. These regions contain the Amery Ice Shelf, the Mertz Ice Tongue and the Totten Glacier and are part of a larger research effort at the Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre. Preliminary results from a circum-Antarctic application show about half of the present net accumulation over Antarctica is melted from the underside of ice shelves. Future work will use the model shown here to investigate the impact of projected climate change on Antarctic mass balance.

Jeudi 8 septembre à 11h en salle Coriolis

Matthieu le Henaff, Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science RSMAS), University of Miami, Miami, USA

Titre : Les tourbillons frontaux du Loop Current dans le Golfe du Mexique : processus d’intensification et impact sur la prévisibilité de la dynamique régionale

Résumé : Le Loop Current est le courant s’écoulant dans le Golfe du Mexique, depuis le Canal du Yucatan jusqu’au Détroit de Floride. Il est une composante du courant de bord ouest de l’Atlantique, précédant le Gulf Stream. Ce courant présente une grande variabilité spatiale et temporelle. Son écoulement est d’abord direct entre les 2 détroits, puis s’étend en formant une boucle anticyclonique l’intérieur du Golfe. Cette boucle grandit progressivement a l’intérieur du Golfe, avant de se refermer sur elle-même, formant un tourbillon anticyclonique de grande dimension (~400 km) qui dérive ensuite vers l’ouest du Golfe. La période de formation de ces tourbillons varie de 4 à 18 mois, avec une périodicité dominante entre 6 et 11.5 mois. La variabilité du Loop Current a un impact déterminant sur la dynamique, mais aussi sur les échanges biologiques et chimiques dans le Golfe du Mexique. L’évolution du Loop Current est fortement influencée par le courant entrant par le Canal du Yucatan, mais la dynamique locale joue aussi un rôle prépondérant. En particulier, des tourbillons (eddies) cycloniques frontaux se forment le long du Loop Current par instabilité. L’intensification des ces eddies le long du courant et leurs interactions sont déterminantes lors de la formation des grands tourbillons anticycloniques.

A l’aide d’une simulation numérique du Golfe du Mexique d’une durée de 5 ans avec le modèle HYCOM, nous avons étudié l’extension du Loop Current et le processus d’intensification des eddies frontaux. Dans cette simulation, les eddies frontaux s’étendent jusque dans les couches profondes du Golfe. Les parties supérieures et inférieures d’un eddy peuvent se disjoindre, mais les eddies profonds et de surface tendent à s’aligner. Deux eddies peuvent de plus fusionner horizontalement pour former un eddy plus large. Enfin, les eddies frontaux peuvent s’intensifier quand le Loop Current est suffisamment étendu, lorsqu’ils s’écoulent au-dessus du talus continental du nord du Golfe, avant de rejoindre une zone plus profonde. Ce faisant, ils advectent des parcelles d’eau possédant une vorticité potentielle supérieure vers l’est du Golfe, plus profond. Ce transfert s’accompagne d’une anomalie positive de vorticité potentielle en profondeur, associée à une intensification de la vorticité relative de l’eddy. Cette intensification permet aux eddies d’affecter en retour l’évolution du Loop Current. Un ensemble de simulation, réalisé durant une période d’extension du Loop Current et de formation d’un tourbillon, suggère que la mesure de l’intensification des eddies frontaux permettrait d’améliorer les prévisions de formation des grands tourbillons anticycloniques du Golfe.

JUILLET 2011

Mardi 19 juillet à 11h en salle Coriolis

Matthew England, UNSW

Titre : The role of ocean gateways in controlling regional and global climate

Résumé : The role of the Drake Passge (DP) and Indonesian Throughflow (ITF) in controlling regional mean climate and rainfall is examined using a set of coupled ocean-atmosphere general circulation models. This first involves exploring a series of climate model simulations employing different geometries in the Drake Passage gap. A profound global climate response is obtained, although the depth of the DP sill turns out to be a critical parameter in controlling the scale of the response. Other parameters that affect the climate sensitivity to Southern Ocean gateway changes include the rate of poleward atmospheric moisture transport in the Southern Hemisphere, and the prescribed atmospheric greenhouse gas concentrations. In the second part of the talk, experiments employing both a closed and open ITF are equilibrated to steady state and then 200 years of natural climatic variability is assessed within each model run, with a particular focus on the Indian Ocean region. Opening of the ITF results in a mean Pacific-to-Indian throughflow of 21 Sv, which advects warm West Pacific waters into the East Indian Ocean.

This warm signature is propagated westward by the mean ocean flow, however it never reaches the west Indian Ocean, as an ocean-atmosphere feedback in the tropics generates a weakened trade wind field that is reminiscent of the negative phase of the Indian Ocean Dipole (IOD).

This is in marked contrast to past ocean-only studies. The coupled feedback leads to cooler conditions over the west Indian Ocean, and an anomalous zonal atmospheric pressure gradient that enhances the advection of warm moist air toward south Asia and Australia. This leaves the African continent significantly drier, and much of

Australia and southern Asia significantly wetter, in response to the opening of the ITF. Given the substantial interannual variability that the ITF exhibits in the present-day climate system, and the restriction of the ITF in past climate eras, this could have important implications for past and present regional rainfall patterns over Indian Ocean rim nations.

Lundi 4 juillet à 11h en salle Coriolis

Julien Le Sommer, LEGI Grenoble

Titre : Interannual variability of large scale volume transports in the Southern Ocean : role of local wind curl and stochastic eddy forcing

Résumé : The Southern Ocean is home to some of largest of the world's ocean currents, with in particular the Antarctic circumpolar current (ACC) and its ~130Sv flowing through Drake passage. These current systems are also highly variable in time over a broad range of time scales. Understanding the nature and the causes of the interannual to decadal variability of large scale volume transport in the Southern Ocean is essential for both detecting climate trends and attributing the observed changes. High resolution ocean model simulations as performed by the DRAKKAR consortium (http://www.drakkar-ocean.eu/) are providing useful information for this purpose.

In this talk, we will discuss two new mechanisms contributing to large scale volume transport at interannual time scale in the Southern Ocean and discuss their relevance on the basis of a series of DRAKKAR eddy resolving numerical simulations. First, we will show how local wind curl variations in the western South Atlantic can drive year to year fluctuations of ACC transport at Drake passage as efficiently as zonal wind stress at latitudes of Drake passage. Second, we will show how the intense fluctuations of the Zapiola anticyclone volume transport in the Argentine basin results from the integration of the white noise forcing of oceanic eddies.

These results advocates that the explicit representation of mesoscale eddy dynamics and the reduction of error in wind stress curl in atmospheric reanalyses are essential for improving the interannual variability of Southern Ocean currents in ocean models.

JUIN 2011

Mercredi 29 juin à 14h en salle Coriolis

Camille Lique, Seattle

Titre : Exchanges between the Arctic Ocean and the North Atlantic: Origin, variability and impact in the Nordic Seas.

Résumé : While perhaps the most obvious, ice retreat is just one aspect of a changing Arctic system. The Arctic Ocean is also undergoing unprecedented modifications, that mostly affect its heat and freshwater budgets. As the signal of Arctic change is expected to have its major climatic impact by reaching south the subarctic seas, on either side of Greenland, to modulate the Atlantic thermohaline circulation, the objective of this talk is to investigate the variability of the exports of volume, heat, freshwater and sea-ice from the Arctic Ocean to the North Atlantic.

First, a realistic simulation from 1958 to 2002 run with a global ocean/sea-ice model is used to investigate some aspects of the variability of the Arctic freshwater budget, trying to understand which component of the balance is responsible for the variability of the Arctic freshwater content. We also examine the variability of the freshwater exports to the North Atlantic and we find that this variability is controlled differently on both sides of Greenland: whilst freshwater transport variations across Davis Strait are completely determined by the variations of the total volume flux, the salinity variations due to the ice ocean flux north of Greenland are responsible for a significant part of the freshwater export variability through Fram Strait. Afterward, a simulation run with a fully assimilated model of the very recent period is used to explore the possible consequences of the 2007 sea ice extent minimum on the Arctic Ocean freshwater content.

Then, the origins of the water masses exported from the Arctic to the North Atlantic along both sides of Greenland are investigated, using an original numerical method. A quantitative Lagrangian analysis is applied to the monthly climatological 3D output of a global ocean/sea-ice high resolution model. It allows quantification of the different branches of the export to the North Atlantic, as well as related timescales and water mass transformations. A complete and coherent scheme of circulation for the Arctic is proposed, and the role of the Barents Sea for the transformation of the Atlantic inflow is emphasized.

Jeudi 9 juin à 11h en salle Coriolis

Francesco d'Ovidio, LOCEAN

Titre : The submesoscale structuring role of horizontal stirring on marine ecological and biogeochemical dynamics.

Résumé : On the ecological timescale of planktonic blooms (days/weeks), the horizontal stirring structures the ocean upper layer in submesoscale filamentary domains of contrasted physical and biogeochemical properties. The role of submesoscale filament dynamics on fueling and organizing in space primary production is now recognized, but its effect on the community structure of phytoplankton - and possibly higher level of the trophic chains - is mostly unknown. Nevertheless, this information is of critical relevance for many issues like fishery management, ecosystem conservation, understanding marine biodiversity, and for better integrating the ecological processes into the biogeochemical cycles. Focusing on Lagrangian diagnostics like the Lyapunov exponent calculation, here I will show how synoptic maps of submesoscale filaments can be reconstructed from available global datasets like altimetry-derived surface velocities. In this way, some of the submesoscale ocean variability can be retrieved at the global scale. By combining this information with phytoplankton and tagged marine predator data, I will argue that submesoscale filaments can be considered as the building blocks of the planktonic ecological landscape, playing the role of fluid dynamical niches. The possibility of identifying these niches in real time opens new perspective for in situ surveys like the KEOPS2 campaign, allowing to design a novel type of experiments, aimed at better quantifying the role of plankton ecology on the biogeochemical cycles.

Mardi 7 juin à 11h en salle Jules Verne

Christelle BOSC, Dominique HEBRARD, Didier TREINSOUTROT (CETE Sud-Ouest)

Titre : Présentation du PCI applications satellites et télécommunications

Résumé :
Le PCI (Pole de Compétences et d'Innovation) "Applications satellites et télécommunications" du MEDDTL est hébergé au CETE (Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement) du Sud-Ouest, 1 avenue du Colonel Roche. Il a pour mission entre autres de faire le lien entre le monde du satellite et les utilisateurs.
Etant donné notre proximité géographique et les demandes de certains d'entre vous, le PCI Applications satellitaires et télécommunications sera au Legos le 7 juin pour se présenter. Une présentation générale du pole sera effectuée suivie de quelques exemples de projets menés ou suivis par le Pole en lien avec les thématiques couverture neigeuse, littoral, ... Vous pourrez ensuite prendre contact avec le PCI pour échanger sur vos thématiques.

MAI 2011

Mardi 31 mai à 14h en salle Coriolis

Joao Marcos AZEVEDO CORREIA (IFREMER Brest)

Titre : South Atlantic eddies: tracking and reconstructing their vertical structures using ARGO and satellite data

Résumé :
Oceanic eddies have been the subject of many experimental and theoretical studies in the last 40 years. Several studies used satellite altimetry to estimate the eddies general characteristics and pathways. But, since the altimetry is restricted to the surface, the transport estimations are usually based on numerical models results or simple assumptions about the rings geometry. The lack of in situ data makes it difficult to quantify the water trapped by the structures and their temperature and salinity anomalies. With the increasing number of ARGO floats profiles available, a comprehensive direct assessment of the mesoscale eddy vertical structures became possible.
But, to achieve this objective it is first necessary to track the mesoscale structures and determine their surface characteristics. The comparison between 3 methods for the automatic detection of mesoscale coherent structures provides a good picture of the mesoscale eddies general characteristics over the South Atlantic Ocean. This comparison contributes to enlighten the methods main advantages and shortcomings.
The results are particularly good for the Agulhas Rings, which have the longest lifetimes of all South Atlantic eddies. A method that combines the vertical profiles from the ARGO floats program and satellite Sea Surface Height (SSH) data is used to reconstruct their vertical structures. All eddies shed by the Agulhas retroflection in the period between January 2005 and December 2008 were successfully reconstructed. The velocity structures obtained are tilted and phase shifted in relation to the temperature anomalies, resulting in an annual mean eddy meridional heat flux. The volume transport by Agulhas rings responsible for most of the leakage of Indian Ocean waters to the Atlantic is also calculated. A large inter-annual variability in the volume transport was observed, with a maximum in 2007. This variability is related to the number of structures shed by the Agulhas retroflexion per year, while ring shapes play a secondary though important role.

Vendredi 20 mai à 11h en salle Jules Verne

Alexandre GANACHAUD (LEGOS/IRD Nouméa)

Titre : La circulation océanique du Pacifique sud-ouest: avancées SPICE 2003-2011

Résumé :
SPICE (Southwest Pacific Ocean Circulation and Climate Experiment) est un projet international sous les auspices de CLIVAR visant à comprendre la circulation de l'océan Pacifique sud-ouest et son influence directe et indirecte sur le climat et l'environnement. Les eaux du Pacifique Sud cheminent vers l'ouest dans le courant sud-équatorial (SEC), qui redistribue l'eau de la zone subtropicale vers l'équateur et l'océan Austral. Les changements dans la température ou la quantité d'eau arrivant à l'équateur ont la capacité de moduler ENSO et produire des rétroactions climatiques à l'échelle du bassin. A la rencontre des archipels du Pacifique sud-ouest, le SEC se divise en jets zonaux et une partie alimente le courant du Queensland nord, en route vers l'équateur. Des mesures et des simulations numériques sont analysées pour comprendre ce cheminement et sa variabilité. Ces mesures viennent compléter un vaste dispositif visant à appréhender les courants de bord ouest du Pacifique ainsi que l’alimentation des eaux équatoriales.

Mardi 17 mai à 14h en salle Lyot

Raphaëlle Escoube (IUEM, Brest)

Titre : Géochimie isotopique du Fer et Germanium dans les systèmes fluviaux et hydrothermaux

Résumé :
Ce travail de thèse étudie les signatures isotopiques du Fer (Fe) et du Germanium (Ge) aux niveaux des interfaces océaniques. Les interfaces eau de mer/rivière et eau de mer/ fluides hydrothermaux ont été choisies pour leur forte teneur en Fe et Ge, de même que pour leur importante réactivité.
Notre étude et les précédentes analyses du fer dissous dans les rivières montrent que leur composition isotopique (d56Fe) présente une forte hétérogénéité (pouvant atteindre 1‰ pour les rivières importantes du nord des Etats-Unis et de Sibérie et jusqu’à 3.3‰ pour les eaux de marécages et d’étangs). L’apport de fer dissous est généralement contrôler par les processus de floculation. Il est donc important d’étudier le potentiel fractionnement isotopique du fer lors du mélange d’eau de mer et de rivière au niveau de l’estuaire. L’étude d’un gradient de salinité sur l’estuaire de North River (US) révèle l’absence de fractionnement isotopique lors du processus de floculation. Il est donc possible d’assimiler l’apport de fer à l’océan par les rivières à leurs valeurs isotopiques (0.43‰ dans le cas de North River). Au cours du profil de salinité, la composition isotopique du fer particulaire, quant à elle, enregistre le mélange de matériels en suspension originaires (1) de la rivière, (2) des colloïdes nouvellement formés et (3) de la resuspension issue des sédiments côtiers. Les récentes analyses de la composition isotopique du fer dissous de l’océan ouvert révèlent une composition légèrement enrichie en isotopes lourds (autour de 0.2‰). Ce résultat suggère qu’un fractionnement isotopique se produit lors de la dissolution des dépôts atmosphériques au niveau de l’océan de surface. Notre étude sur les rivières et estuaires souligne la présence de plusieurs mécanismes pouvant produire ces d56Fe positifs dans les systèmes aqueux. Ces processus pourraient être appliqués à l’étude des valeurs positives de l’eau de mer.
L’analyse de la composition isotopique du germanium sur des matrices aqueuses nécessite le développement de nouvelles méthodes analytiques, en particulier l’utilisation du « double spike » et analyse isotopique « en ligne » de composés du germanium dans l’eau de mer. Lors de cette étude, la solution élémentaire « NIST3120a », préalablement calibrée avec les standards utilisés dans les études précédentes, est proposée comme nouveau standard isotopique. Les rapports Ge/Si et d74Ge ont été étudiés au niveau du système hydrothermal de basse température de Loihi (Hawaii, USA). La systématique de Loihi est comparée avec des fluides de haute température d’East Pacific Rise (EPR 9-10°N). L’étude des fluides hydrothermaux de Loihi et EPR révèle un fractionnement des rapports Ge/Si et d74Ge par rapport à la roche basaltique. Le relatif enrichissement des fluides en Ge (vs. Si) associé avec le fractionnement isotopique peut s’expliquer par la précipitation du quartz dans la zone de réaction en profondeur et/ou lors de la remontée du fluide. L’étude des tapis microbiens de Loihi, composés essentiellement d’oxyhydroxides de fer avec des traces de silice amorphe et de débris volcaniques, suggère que le germanium fractionne jusqu’à -2.74‰ lors de sa sorption sur les oxyhydroxides de fer. Quant aux dépôts hydrothermaux de sulfures d’EPR, leurs valeurs très négatives permettent d’estimer un facteur de fractionnement maximum de -6.28‰ entre la sphalerite et le fluide. Les facteurs de fractionnement pour les réactions du germanium avec les oxyhydroxides de fer et les sulfures, obtenus lors de cette étude, correspondent aux récentes estimations théoriques et expérimentales. La combinaison des rapports Ge/Si et d74Ge se révèle être un traceur utile pour comprendre les systèmes hydrothermaux et pourrait aboutir à des applications en paléoenvironnement. Un bilan de masse préliminaire de la composition isotopique du germanium dans l’eau de mer confirme que la précipitation authigénique du germanium au niveau des sédiments marins induit un puits important de germanium dans l’eau de mer.

AVRIL 2011

Jeudi 28 avril à 11h en salle Jules Verne

Pierre-Marie Poulain (OGS Trieste, Italie)

Titre : Mediterranean surface circulation based on drifter and satellite altimeter data in 1992-2009

Résumé :
The displacements of satellite-tracked drifters are used, in concert with satellite-derived sea surface height and surface wind estimates, to study quantitatively the wind-induced and geostrophic surface circulation (between 0 and 15 m depth) of the entire Mediterranean Sea for the period spanning 1992-2009. Maps of wind-driven surface currents show substantial speeds in the NW Mediterranean and the Levantine and Aegean basins, mainly due to the predominance of sustained winds in these areas (Mistral, Meltemi). After removal of the wind-driven Ekman components, drifter velocities were combined with satellite sea level anomaly data to produce maps of surface geostrophic circulation for the entire Mediterranean Sea (mean, variance and energy levels). In the Western Basin, they show the main pathways of the surface waters (Atlantic Water - AW) generally flowing eastward from the Strait of Gibraltar to the Strait of Sicily (the Algerian Current), and the Northern Current transporting waters back westward along the Italian, French and Spanish coasts. Intermittent and long-lived sub-basin scale eddies abound in the Tyrrhenian and Algerian seas. In the Eastern Basin, the mean geostrophic velocity maps were produced separately for the two extended seasons and for the period prior and after 1 July 1997 as seasonal and interranual reversals have been documented in the literature, the latter being associated with the Eastern Mediterranean Transient. Significant variations occur in the Ionian Sea, with seasonal reversals of the currents in the south, and changes of the main AW pathway from anticyclonic (prior to 1 July 2007) to cyclonic.

Mardi 26 avril à 11h en salle Coriolis

François Colas (LOCEAN)

Titre : Fine-scale processes and role of the eddies in eastern boundary upwelling systems

Résumé :
Oceanic eastern boundary upwelling regions are generally studied because they are among the most productive ecosystems in the ocean. More recently, they started to catch attention because it has been shown that they are a large source of bias in climate model solutions. In these regions, which have weak mean circulation (relative to western boundary regions), eddies are an essential component of the dynamics.
In this talk, we analyze nested eastern-boundary circulation model solutions (in the Peru-Chile and US West Coast regions) and we discuss some aspects of the role of the eddies. A particular attention is on the near-surface heat balance because of its importance in the coupled atmosphere-ocean system. The balance is principally between the ocean-atmosphere heat flux and the advection terms. We characterize the eddy buoyancy fluxes and the eddy-induced circulation in the stratified interior and the near-surface.
Other fine-scale processes, important in these regions are discussed. For example, we show the extreme sensitivity to the near-shore wind forcing of the upwelling dynamics and the eddy activity.

Jeudi 21 avril à 11h en salle Jules Verne

Anne Molcard (LSEET, Univ. Toulon)

Titre : Études du transport en milieu côtier à l’aide de modèles et de systèmes d’observation intégrés

Résumé :
L'utilisation conjointe d'observations eulériennes (par radar côtier) et lagrangiennes avec des modèles de circulation permet une meilleure compréhension de la dynamique océanique. Quelques exemples de combinaisons sont décrits dans le cadre de l'identification de barrières de transport (couplage modèles -flotteurs-radar), et d'une étude sur la génération de structures de meso-échelle (couplage modèle-radar).

Lundi 4 avril à 14h en salle Coriolis

Dr K.K. Satpathy (Environmental Safety Division, RSEG, REG, Indira Gandhi Center for Atomic Research, Kalpakkam-603 102, Tamil Nadu, India)

Titre : Ecological studies in the coastal waters of Kalpakkam, southeast coast of India, in the vicinity of a nuclear island

Résumé :
Ecological monitoring of the coastal waters at Kalpakkam, south east coast of India, which presently harbors various nuclear facilities such as Madras Atomic Power Station (MAPS), Nuclear Desalination Demonstration Plant (NDDP), Reprocessing facilities, Indira Gandhi Centre for Atomic Research and the upcoming Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR), has been in progress for the last four years to create benchmark data on water quality, phytoplankton, zooplankton, fishes, sedentary organisms and mollusks. Results indicated significant impact of monsoonal rain and backwaters discharge on the coastal waters quality. Presently substantial increase in nutrient and turbidity (also suspended matter) values and decrease in chlorophyll content are observed as compared to earlier reported values of late 1980s. About 325 phytoplankton, 140 zooplankton, 350 fish, 130 mollusks and 100 sedentary organisms have been catalogued and are being identified. Although, significant increase in phytoplankton species diversity was noticed presently, reduction in phytoplankton density was observed as compared to values available 20 years ago. Two fish species were recorded for the first time in the Indian coastal water, which are native to Indonesia. The study indicated that the coastal water is rich in biodiversity. The influence of monsoonal rain and backwater discharge on costal sediment characteristics is also presented in the talk. Very little impact of nuclear activity on the coastal water biodiversity and water quality was observed. The talk also discusses in details their seasonal and annual variations and their relationship to environmental variables. Moreover, the impact of tsunami, which has devastated this locality, on coastal water quality is also presented.

Keywords: Coastal water, Nuclear power plant, Coastal biodiversity, Sediment characteristics, Impact of tsunami

MARS 2011

Mardi 29 mars à 11h en salle Coriolis

Mary Elliot (Univ. Edinburgh, UK)

Titre : Hydrographic changes in the Western Pacific warm pool and ENSO patterns reconstructed from giant bivalves during the Holocene and Last Glacial periods.

Résumé :
This study present reconstructions of sea surface hydrology changes in the Western Pacific Warm Pool over the past 60,000 years. Paleoclimatic reconstructions are derived from giant bivalves fossilised in tectonically uplifted coral reefs of the Huon Peninsula, Papua New Guinea. Fossil Tridacna sp. have been extracted from well-defined, well preserved and well-dated fossil reefs. Two reef sequences have been studied: 1- the Early Holocene reef (9-6 ka BP) and 2- the Glacial reefs (35-65 ka BP). Bulk and seasonally resolved records of ?18O reflect past changes in water temperature and precipitation in this area which is particularly sensitive to El Niño Southern Oscillation variability.

Results show that the early Holocene was significantly drier and colder than modern, whereas there was no significant change in evaporation-precipitation balance during the glacial. Comparison of the seasonally resolved records suggests that ENSO variability subdued during all the studied periods compared to modern.

Jeudi 10 mars à 11h en salle Lyot

Serge Le Reste (IFREMER) et Laurent Bèguery (INSU)

Titre : Profileurs et planeurs sous marins autonomes : Technologie, missions et R&D

Résumé :
Laurent Bèguery (Division Technique de l’INSU) et Serge Le Reste (IFREMER) nous parleront des planeurs et profileurs sous marins. Ces 10 dernières années ont vu apparaître des développements majeurs permettant l'assimilation de données de l'océan global pour l'océanographie opérationnelle.

Dans ce cadre, les profileurs autonomes sont les principaux instruments qui accèdent à l'observation in situ (température et salinité) de l'océan jusqu'à 2000m de profondeur. Le planeur sous marin (glider) permet de mesurer les paramètres de la colonne d'eau en allant de la surface à 1000 mètres de profondeur. En 'planant' sous l'eau, il parcourt environ 20 Km par jour et peut rester plusieurs mois en mer.

Seront présentés les principes de fonctionnement et les technologies des profileurs Provor, les évolutions tendant à améliorer ses performances (Arvor) ainsi que celles des planeurs de type Slocum et SeaGlider. Les applications émergeantes telle que l'emport de nouveaux capteurs pour la bio-geochimie seront abordées.

FEVRIER 2011

Jeudi 17 février à 11h en salle Coriolis

Philippe GASPAR (CLS)

Titre : Impact de la circulation océanique sur la distribution et la mortalité juvénile des tortues luth du Pacifique Ouest

Résumé :
Dès qu’elles émergent de leur nid, les jeunes tortues marines se précipitent vers la mer et nagent en direction du large ou elles « disparaissent ». Elles ne « réapparaissent » que plusieurs années plus tard lorsque, adultes, elles reviennent pondre sur les plages ou rejoignent des zones de nourrissage à proximité de la côte. Il est désormais établi que durant ces « années perdues », les juvéniles dérivent, essentiellement passivement, au gré des courants du large. La circulation océanique de surface joue donc un rôle majeur dans l’histoire de vie des tortues marines puisqu’elle détermine les zones dans lesquelles les juvéniles dériveront durant les premières années de leur vie.

Nous nous focalisons ici sur la population de tortues luth (Dermochelys coriacea) du Pacifique ouest et simulons numériquement la dérive des nouveau-nés (puis juvéniles) au départ de 2 sites de ponte majeurs situés sur la côte nord de Nouvelle-Guinée. Cette dérive est simulée grâce au logiciel ARIANE alimenté par les courants issus de la première ré-analyse globale de la circulation océanique fournie par Mercator-Océan (GLORYS-1). Nos simulations montrent que, selon leur date de naissance, les nouveau-nés émergeant d’une même plage de ponte peuvent dériver dans des zones extrêmement différentes (Pacifique Nord ou Sud, Océan Indien). La renverse saisonnière du courant côtier de Nouvelle Guinée (NGCC) joue un rôle majeur sur la dispersion observée.

Combinés avec des données de génétique et de suivis satellitaires d’individus adultes, nos simulations de dérive montrent que :

a) Les adultes suivis au départ d’une plage de ponte donnée migrent essentiellement à l’intérieur du domaine océanique dans lequel les juvéniles de cette même plage ont dérivé. Cette observation supporte l’hypothèse que les adultes exploitent les zones qu’ils ont « découvertes et cartographiées » lors de leur phase juvénile océanique;

b) Les adultes semblent n’exploiter qu’une partie des zones dans lesquelles les juvéniles ont dérivé. Les zones peu ou pas visitées par les adultes sont celles pour lesquelles (a) la mortalité juvénile est vraisemblablement élevée ou (b) la circulation océanique n’offre pas de solution simple de retour vers la plage de naissance. Ceci suggère que, puisque la variabilité océanique détermine la répartition des juvéniles dans les différentes zones de dérive, elle conditionne également le taux de mortalité juvénile à l’échelle de la population.

Vendredi 11 février à 11h en salle Coriolis

Anne-Sophie KREMEUR (LSCE, Gif sur Yvette)

Titre : Le rôle inexploré des eaux modales dans le cycle des nutriments de l’océan.

Résumé :
Les eaux modales sont des masses d'eau volumineuses et présentes dans tous les océans. Elles se forment entre l’hiver et le printemps lorsque la couche de mélange s’amincit entraînant le déplacement d’une masse d’eau importante de la couche de mélange (en surface) vers la thermocline (en subsurface). Intimement liées la circulation géostrophique, ces masses d’eaux ont l’originalité d’être en contact avec l’atmosphère au début de leur formation et de rester par la suite isolées dans les couches de subsurface au cours de leur trajet à travers l’océan. Cette étude se focalise sur le bassin Atlantique nord où très peu d’études ont été conduites sur la biogéochimie des eaux modales subtropicales (Bates et al., 2002 ; Palter et al., 2005), alors que leur physique est aujourd’hui activement examinée. Bien que peu explorés, le rôle important des eaux modales sur le réservoir en nutriments de subsurface ainsi que leur capacité à isoler le carbone de l’atmosphère semblent aujourd’hui indéniables.

Notre approche utilise d’une part, le modèle bio-physique GYRE-LOBSTER dans une configuration idéalisée de l’Atlantique nord et, d’autre part, le modèle bio-physique NEMO-PISCES dans une configuration globale. Ces deux modèles permettent d’appréhender les propriétés des eaux modales subtropicales à grande échelle spatio-temporelle.

La première partie de l’exposé sera centrée sur la mise en place et l’évolution des nutriments dans les eaux modales subtropicales à l’état moyen. Par la suite, un regard important sera porté sur l’impact de ces eaux sur la production primaire. La deuxième partie de l’exposé s’attachera à démontrer comment le réservoir subtropical en nutriments et en carbone des couches de subsurface est conditionné, d’une part, par la variabilité climatique décennale à grande échelle du bassin Atlantique nord et, d’autre part, par le couplage entre processus physiques et biogéochimiques dans la zone de formation des eaux modales. Un nouvel état-de-l’art des eaux modales sera établi pour la gyre subtropicale de l’océan Atlantique nord.

Vendredi 4 février à 14h en salle Coriolis

Jérôme AUCAN (LEGOS)

Titre : Mesure et modélisation des vagues : Applications en anthropologie et en acoustique atmosphérique.

Résumé :
1) Dans les iles Marshall du Pacifique, les navigateurs traditionnels, utilisaient les motifs à la surface de l'océan pour trouver la direction des atolls. Ces motifs seraient formés par l 'interaction entre les récifs et la houle. Dans le cadre d'une étude anthropologique, une campagne de mesure et un effort de modélisation a permis d'identifier (ou pas) les fondements physiques de ces techniques de navigations

2)Pour faire respecter le traité d interdiction des essais nucléaires, un réseau de surveillance fut mis en place pour détecter d'éventuels explosions. Les infrasons atmosphériques générés par une explosion nucléaire se propagent sur de longues distances, et quelques dizaines de stations sur la planète permettent sa couverture globale. Initialement considéré comme bruit de fond, il s'est avéré qu'une partie du spectre des infrasons peut être expliqué par le ressac des vagues à la côte. Les résultats de notre étude ont permis de mieux caractériser et comprendre ce "bruit des vagues"

JANVIER 2011

Jeudi 27 janvier à 14h en salle Coriolis

Jérôme BOUFFARD (IMEDEA, Majorque)

Titre : Caractérisation de la (sub)méso-échelle à partir d’observations multi-sources

Résumé :
Dans le contexte des changements globaux, la (sub)méso-échelle océanique (échelles spatiales : 10-100 km, échelles temporelles : quelques jours à quelques mois) joue un rôle fondamental sur la variabilité de la circulation océanique régionale, sur le transport de chaleur et d'eau douce ainsi que sur l’exportation/importation de traceurs biogéochimiques, notamment aux interfaces côte-large. La variabilité des courants associés à ces flux nécessite d’être estimée précisément, en surface et dans l’océan profond, des échelles (sub)saisonnières aux échelles climatiques. Cet objectif sous-entend la mise en place de méthodologies spécifiques permettant de traiter, confronter et combiner différentes mesures, complémentaires en termes de contenus géophysiques et d’échantillonnages (campagnes en mer, observatoires marins et télédétection satellite). En support de l’observatoire marin des Baléares (SOCIB), différentes expérimentations en mer ont donc été menées par l’IMEDEA-Majorque afin d'étudier la dynamique des courants côtiers Catalans et Baléares (BC) ainsi que l’activité (sub)méso-échelle se manifestant à leur périphérie. Pour cela les données provenant de missions gliders effectuées sous des traces altimétriques ont été utilisées conjointement aux mesures satellitaires. D’une part, les courants absolus ont pu être déterminés le long de la colonne d’eau au moyen des gliders côtiers ; d’autre part, les vitesses altimétriques ont été construites à partir de données expérimentales à haute résolution afin de caractériser les courants de surface de fine échelle (< 20km). Cette approche a permis d’homogénéiser les vitesses in situ et spatiales en vue d’évaluer les courants horizontaux associés au BC et à un tourbillon anticyclonique également observé via la thermographie satellite (Bouffard et al., 2010). Par la suite, une simulation numérique régionale utilisée en synergie avec les observations multi-capteurs a également permis de mieux comprendre les origines et mécanismes associés aux structures (sub)méso-échelles observées. Le forçage principal proviendrait de la remontée brusque d’eaux Atlantique en mer Baléares, via le Canal d’Ibiza ; les interactions non-linéaires entre cette masse d’eau peu salée et la circulation cyclonique du Courant Nord méditerranéen sont en effet apparues comme étant à la source d’instabilités (sub)méso-échelles se manifestant entre Majorque et la côte Ibérique (Bouffard et al., 2011b).

Vendredi 14 janvier à 11h en salle Coriolis

Claire MENESGUEN (UCLA, USA)

Titre : Layering dans l'océan intérieur: étude d’interaction d’échelles vers la dissipation

Résumé :
Les observations de l'océan intérieur révèlent l'existence de fines couches superposées sur la verticale - ou layering-, souvent situées en proche voisinage de structures énergétiques de méso-échelle. Ces fines couches ont des échelles en limite de la turbulence géostrophique et amènent la question de la fuite du réservoir géostrophique dans le bilan énergétique de l'océan pour la route intérieure vers la dissipation. Je présenterai et discuterai deux exemples de telles observations : 1) à l'équateur, au sein des jets profonds vers l'Ouest, 2) au pourtour d'un Meddy Quels sont les mécanismes de formation de ces couches? quels rôles jouent-elle dans le transfert l'énergie vers les échelles de la dissipation? Des éléments de réponse sont apportés via l'analyse de simulations numériques et d'observations de haute résolution aujourd'hui accessibles par la géosismique. Le layering équatorial est formé dans des zones marginales pour l'instabilité inertielle. La zone de layering observée au dessus d'un Meddy possède la signature de la turbulence stratifiée, caractérisée par une cascade directe d'énergie vers les échelles de la dissipation.

Jeudi 13 janvier à 15h en salle Coriolis

Philip WALLHEAD (LEGOS)

Titre : Accounting for forcing interpolation error in ecological model-data inference

Résumé :
Data interpolation is useful to provide forcings for dynamical models in ecology. However, we show by simulation that a standard approach of neglecting interpolation error when making inference on the dynamical model can invalidate tests and confidence intervals based on asymptotic theory. Inference is improved using the parametric bootstrap to simulate the effects of forcing error, but a more effective solution is to fit the forcings jointly with the dynamical model (ideally, in combination with the bootstrap). To demonstrate, we investigate algal loss processes in Lake Geneva, 1990, using a dynamical phytoplankton model forced by spline data interpolations for primary production and zooplankton abundance. The unrestricted model passes goodness-of-fit, and hypotheses of no grazing, no grazing saturation, and no “other” loss processes (allowing for respiration) are all firmly rejected under the model. Grazing efficiency (as a % of gross primary production) is estimated as 31% with a 90% confidence interval of 19–47%. This example shows how valid inference can be made on targeted ecosystem processes using data interpolations as forcings with errors accounted for.

Jeudi 6 janvier à 14h en salle Coriolis

Julien JOUANNO (LEGOS)

Titre : Seasonal heat balance in the upper 100 m of the equatorial Atlantic Ocean

Résumé :
The variability of Sea Surface Temperature (SST) in the equatorial Atlantic is characterized by a strong cooling in May-June and a secondary cooling in November-December. The focus of this study is to investigate the mechanisms which drive this SST seasonal cycle right at the equator. A numerical simulation of the Tropical Atlantic is used to diagnose the different contributions to the temperature tendencies in the upper 100 m. The simulation reproduces adequately the seasonal cycle of equatorial SST. Two distinct regions are observed. The first one is the center of the basin, between 20W and 10W, where the coolest temperatures are observed during both seasons. This is shown to be due to enhanced vertical heat ux. It results from a strong vertical shear at the upper bound of the Equatorial Undercurrent (EUC), which is shallow and still energetic in this region. Although the mean thermocline and EUC rise eastward, subsurface cooling in the eastern equatorial Atlantic is not as strong as in the center of the basin. We explain this by a low EUC and a strong stratification in the eastern equatorial Atlantic. The strong stratification is due to the presence of warm and low saline surface waters. It limits the vertical mixing to the upper 20 meters and disconnects the surface from subsurface dynamics. Cooling through vertical mixing in the center of the basin exhibits a strong semi-annual cycle with two peaks of comparable intensity. During the first peak, in May-June, vertical mixing drives the SST while during the second peak, in November-December, the atmosphere strongly acts to damp the cooling, resulting in an effective cooling much weaker than during boreal summer. At seasonal time scale, cooling events are closely linked to the enhancement of the vertical shear at the upper bound of the EUC, which appears to be not directly driven by the strength of the EUC, but by the strength and the vertical extent of the surface westward current.

Jeudi 6 janvier à 11h en salle Coriolis

Nathalie ZILBERMAN (SCRIPPS, San Diego, USA)

Titre : Incoherent nature of M2 Internal Tides at the Hawaiian Ridge

Résumé :
Moored current, temperature, and conductivity measurements are used to study the temporal variability of M2 internal tide generation above the Kaena Ridge, between the Hawaiian islands of Oahu and Kauai. The energy conversion from the barotropic to baroclinic tide measured near the ridge crest varies by a factor of two over the six-month mooring deployment (0.5 - 1.1 Wm-2). The energy flux measured just off the ridge undergoes a similar modulation as the ridge conversion. The energy conversion varies largely due to changes in the phase of the perturbation pressure, suggesting variable work done on remotely generated internal tides. During the mooring deployment, low frequency current and stratification fluctuations occur on and off the ridge. Model simulations suggest that these variations are due to two mesoscale eddies that passed through the region. The impact of these eddies on low mode internal tide propagation over the ridge crest is considered. It appears that eddy related changes in stratification, and perhaps cross-ridge current speed, contribute to the observed phase variations in perturbation pressure, and hence the variable conversion over the ridge.

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Seminaires 2010

by octavosd — last modified Nov 08, 2011 03:21 PM

Séminaires 2010

DECEMBRE 2010

Jeudi 2 Decembre a 14h en salle Coriolis

Shijin LI (JPL, Pasadena, USA)

Titre : A venir

Résumé :

A venir

NOVEMBRE 2010

Jeudi 18 Novembre 11h00 en salle Jules Verne

Cédric MARION (LERCM / Univ. Perpignan)

Titre : Bilan et transferts particulaires de radioéléments d'origine anthropique et naturelle dans le Golfe du Lion: cas particulier des apports rhodaniens

Résumé :

En raison de sa demi-vie de 30.2 ans et de sa forte affinité avec les silts et les argiles, le 137Cs a été utilisé comme marqueur des apports du Rhône. Les sédiments du prodelta rhodanien ont enregistré des valeurs d’activité de 137Cs issues des rejets des installations nucléaires, des retombées des tirs atmosphériques et de l’accident de Tchernobyl (600 Bq.kg-1). La diminution des rejets d’effluents radioactifs et le démantèlement de l’usine de retraitement du combustible de Marcoule en 1997 ont entraîné une baisse des flux de 137 Cs vers la Mer Méditerranée. Les concentrations massiques moyennes se situent actuellement autour de 10 Bq.kg-1 dans les sédiments du prodelta. Les enregistrements sédimentaires de campagnes océanographiques réalisées entre 2001 et 2008 ont permis de cartographier une zone d’accumulation de 137Cs de près de 20 km² à l’embouchure du Rhône et d’estimer son stock à 3.35 TBq, soit près du huitième de celui du Golfe du Lion, dont l’aire approche 15000 km².
D’autres campagnes réalisées dans le cadre des projets CARMA et EXTREMA (2006-2008) ont permis d’observer le comportement des néphéloïdes de surface et de fond et de les relier à la sédimentation sur le prodelta. Les analyses radiochronologiques couplant les profils de concentration de 137Cs et 210Pb ont conduit à estimer des taux d’accumulation pluridécimétriques à la proche embouchure. Des radioéléments à courte période comme le 7Be et le 234Th ont servi à estimer les épaisseurs de dépôts sédimentaires générées par certaines crues du Rhône.
Ces résultats ont pu être confirmés par une expérience basée sur une instrumentation de l’embouchure du Rhône durant l’hiver 2006-2007. Les données obtenues par un altimètre ont révélé l’accrétion totale de 8 cm de sédiment pendant deux crues moyennes suivies par un courantomètre. Elles ont également permis de relier une importante phase d’érosion à un épisode de houle de sud-est dont la contrainte de cisaillement a atteint 5 Pa. Un érodimètre a permis d’évaluer la contrainte seuil d’érosion à 0.35 Pa à la proche embouchure. Les résultats montrent que la remobilisation sédimentaire est importante dans cette zone mais que les particules en suspension connaissent une faible exportation vers le Golfe du Lion, voire ré-alimentent le prodelta.

Mardi 9 Novembre 14h00 en salle Coriolis

Rafael ALMAR (PUCC, Santiago, Chili)

Titre : Hydro-morphodynamique littorale, observation multi-échelles par imagerie vidéo

Résumé :

Le littoral est une zone naturellement vulnérable (ex : tempêtes, érosion) sur laquelle s'exerce une très forte pression socio-économique, ce qui en fait un milieu à risque. Les littoraux sableux sont les plus dynamiques, de par le rôle moteur du forçage hydrodynamique (vagues, marée, courants) et le caractère non-cohésif du sédiment. La réponse de la plage à ce forçage est complexe et reste peu connue. Le développement récent de la technique d’observation par imagerie vidéo a permis des avancées majeures dans la connaissance du système littoral. Dans ce séminaire seront présentés des résultats sur la découverte de nouveaux mécanismes d’interactions hydro-sédimentaires, l’importance des différents forçages hydrodynamiques et la réponse correspondante de la plage. Enfin, nous aborderons la technique émergente d’assimilation d’observations vidéo dans les modèles numériques ainsi que le rôle clef de l’observation vidéo littorale dans un contexte climatique.

Jeudi 4 Novembre 14h30 en salle Coriolis

Sidonie REVILLON (UBO, IFREMER, Brest)

Titre : De l’importance de la Source dans les approches « Source to Sink » : géochimie des sédiments du Mont Blanc au Golfe du Lion

Résumé :

Les piles sédimentaires, préservées dans les marges continentales, permettent d’étudier un enregistrement des changements paléoenvironnementaux et paleoclimatiques sur les continents. En effet, le climat joue un rôle majeur dans le contrôle des flux sédimentaires détritiques, produits par l’érosion des continents, et transportés vers les bassins océaniques. Ces travaux sont dédiés à l’étude élémentaire et isotopique des sédiments quaternaires du bassin versant du Rhône et du Golfe du Lion. Les objectifs sont ici : (1) de définir la composition et la provenance des sédiments produits dans le bassin versant du Rhône, transportés puis déposés soit dans des « puits intermédiaires » (Lac ou Bourget) soit dans le Golfe du Lion et (2) d’examiner le lien entre les conditions climatiques et la composition des sédiments.

OCTOBRE 2010

Mercredi 13 Octobre a 14h en salle Jules Verne

Stelly LEFORT (Mc Gill, Montreal, Canada)

Titre : Modeling Hypoxia in the St. Lawrence Estuary System

Résumé :

Oxygen depletion in aquatic ecosystems has known deleterious effects on the habitat, reproduction and survival of many pelagic and benthic species. More studies have recently focused the impact of oxygen depletion on biogeochemical cycles in the water column and sediments. Nevertheless, there has been little emphasis on understanding the oxygen dynamics leading to and sustaining hypoxic events. As our study focuses on the bottom waters (below 150 m) of the St. Lawrence Estuary, a short overview of the history and consequences of hypoxia in this area will be presented first. Factors responsible for the development of hypoxic conditions will be presented, including the physical estuarine circulation of the Lower St. Lawrence Estuary and pelagic and benthic respiration. This will be followed by a discussion of how modeling can help us better understand the mechanisms that govern the establishment of hypoxic conditions in the St. Lawrence system and how dissolved oxygen concentrations in the bottom waters are affected by both physical and biological processes.

SEPTEMBRE 2010

Jeudi 21 Septembre à 14h30 en salle Coriolis

Roman MOTYKA (Uni. of Alaska Fairbanks)

Titre : Volume change of Jakobshavn Isbræ, West Greenland: 1985–1997–2007

Résumé :

Following three decades of relative stability, Jakobshavn Isbræ, West Greenland, underwent dramatic thinning, retreat and speed-up starting in 1998. To assess the amount of ice loss, we analyzed 1985 aerial photos and derived a 40m grid digital elevation model (DEM). We also obtained a 2007 40m grid SPOT DEM covering the same region. Comparison of the two DEMs over an area of 4000km2 revealed a total ice loss of 160+/- 4km3, with 107+/-0.2km3 in grounded regions (0.27mm eustatic sea-level rise) and 53+/-4km3 from the disintegration of the floating tongue. Comparison of the DEMs with 1997 NASA Airborne Topographic Mapper data indicates that this ice loss essentially occurred after 1997, with +0.7+/-5.6km3 between 1985 and 1997 and –160+/-7km3 between 1997 and 2007. The latter is equivalent to an average specific mass balance of –3.7+/-0.2 ma–1 over the study area. Previously reported thickening of the main glacier during the early 1990s was accompanied by similar magnitude thinning outside the areas of fast flow, indicating that the land-based ice continued reacting to longer-term climate forcing.

Vendredi 17 Septembre à 14h30 en salle Coriolis

John COMPTON, Univ. of Cape Town (Afrique du Sud)

Titre : Sedimentation on the western continental margin of South Africa on glacial/interglacial cycles and the flux of iron to the Southern Ocean

Résumé :

Seminaire dans le cadre de l'Assemblee Generale du SCOR (Scientific Comitee on Ocean Research) a Toulouse.
Plus d'informations sur les journees du SCOR

Jeudi 16 Septembre à 14h00 en salle Coriolis

Jerome LEFEVRE, IRD Noumea

Titre : Régimes de temps, circulation orographique et dispersion des polluants industriels en Nouvelle-Calédonie

Résumé :

La météorologie marine côtière est modifiée près des continents par les forts différentiels de rugosité et par les effets thermiques et orographiques. Ces derniers permettent le downscaling des vents synoptiques vers la mésoéchelle atmosphérique. Celle-ci a une large gamme d’effets tant sur le milieu marin que sur le transport atmosphérique et apparaît comme une thématique cruciale pour les études d’impacts environnementaux. Dans notre étude des différentes échelles de circulation dans le Pacifique sud-ouest, Il apparaît que la mésoéchelle (1-1000km) est très mal représentée dans les analyses globales NCEP ou ECMWF, pire encore dans les réanalyses qui sont pourtant largement utilisées par les océanographes. Les produits fauchés des diffusiomètres satellitaires (QSCAT 12km) parviennent à capturer une part bien plus large de ces échelles (jusqu’à 30km environ) mais sont inutilisables sur les 50km environ de la côte. Ainsi, seule un modèle atmosphérique régional (WRF dans notre étude) permet dans le cadre de la Nouvelle-Calédonie d’étudier à la fois les processus orographiques et le cycle thermique diurne (brises de terre/mer et brises de pente). Un autre aspect intéressant de notre approche est d’avoir associé les régimes de mésoéchelle aux régimes synoptiques ainsi qu’aux variabilités de grande échelle. Nous avons pour cela fait appelle aux techniques de clustering basées sur le regroupement objectif des composantes principales de la circulation en régimes de temps. Cette approche nous a permis de mettre en évidence le rôle du déplacement méridien de la zone de convergence subtropicale (SPCZ en anglais) sur les différents régimes de temps Calédonien et de montrer qu’à la fois ENSO (El Nino Southern Oscillation) et MJO (Maiden-Julian Oscillation) influencent directement ces régimes de temps en déplaçant la SPCZ. Finalement, le couplage de WRF à un modèle de transport particulaire (Flexpart) a permis de mettre en évidence les modes de dispersion des polluants industriels en Nouvelle-Calédonie et leur potentiel d’impact sur la santé publique.

Jeudi 16 Septembre à 11h en salle Coriolis

Nicolas KOLODZIECZYK (CICESE, Ensenada, Mexique)

Titre : Deep Currents in the Western Golf of Mexico

Résumé :

In this study we show an analysis, focused in subinertial motions, of data gathered in 5 moorings deployed within the Bay of Campeche (BOC, Southwestern Golf of Mexico) from November 2007 to July 2008. To our knowledge this is the first set of direct current measurements in the deep BOC. The mean currents are in agreement with a cyclonic circulation at 1000 m but a definite pattern is lost at deeper levels. Only in the deepest mooring, at 3500 m depth, the mean currents are very uniform in the vertical. Over the smooth western slope the currents deeper than 1000 m show similar behavior than in the northern part of the Gulf of Mexico (GOM). The series show the alignment in direction and bottomward intensification of oscillations with periods longer than a week, interpreted in terms of Topographic Rossby Waves (TRWs) with periods between 5-60 day and wavelengths between 90-140 km. Over the eastern rough slopes there is a bottomward decrease in energy with the exception of motions in the highest, but still subinertial, frequencies (about 1/3 cpd). Jets decaying in speed from the near surface down to the bottom at 3500 m and having velocities between 10-20 cm/s have been observed in the Western Gulf of Mexico. The observations come from 3 moorings covering the velocity signal, with ADCPs and Aanderaas, from the near surface down to the bottom at 3500 m. Three jets are documented. The jets had durations between 10 and 30 days and are generated in the region between the cores of the anticyclone-cyclone dipole as part of their interaction. Preliminar Numerical simulation with the same scales are shown and discussed.

Lundi 6 Septembre à 14h30 en salle Coriolis

Billy MOORE (Uni. of South Carolina)

Titre : The scale and effect of submarine groundwater discharge on the ocean

Résumé :

The flux of submarine groundwater discharge (SGD) provides an important pathway for enriching the ocean in nutrients, carbon, and metals. Here SGD is defined as the flow of water on continental margins from the seabed to the coastal ocean with scale lengths >1 m, regardless of fluid composition or driving force. Regional quantification of SGD is difficult because direct measurement over large temporal and spatial scales is not possible by conventional means. Measurements of naturally-occurring radium tracers at the aquifer-marine interface and in the ocean provide a method to produce integrated flux estimates of discharge not possible by other means. These estimates can be made at local, regional, and ocean basin scales. The SGD flux to the Atlantic Ocean is in the range 0.8 to 1.6 times the river flux. Because SGD is generally higher than river water in nutrients, metals, and carbon, the SGD fluxes of these materials probably exceed their riverine fluxes to the Atlantic.

JUILLET 2010

Mardi 13 Juillet à 14h en salle Pyrénées

William DURHAM (MIT)

Titre : Small-scale turbulence drives patchiness in the distribution of gyrotactic plankton.

Résumé :

Phytoplankton are responsible for nearly half of the world's production of oxygen and comprise the base of the marine food web. The spatial distribution of these unicellular organisms is observed to be heterogeneous at nearly all scales; the largest accumulations extend hundreds of kilometers, while the smallest span only a few millimeters. This endemic patchiness has profound consequences on Ocean productivity; a mechanistic understanding of the underlying processes is necessary for informed fishery management, prediction of harmful algal blooms, and quantifying biogeochemical fluxes through the Ocean. Many phytoplankton species, particularly those responsible for harmful algal blooms, are motile, propelling themselves through water at low Reynolds numbers. Yet, motility is rarely taken into account when considering the mechanisms that drive patchiness. We show that two simple ingredients, both ubiquitous in the ocean, are sufficient to generate striking small-scale heterogeneity in the distribution of motile phytoplankton: asymmetric cell morphology and hydrodynamic shear. We find that the intensity, time scale, and spatial pattern of the resultant accumulations are governed by two dimensionless numbers, which capture the interaction between motility and flow. By seeding a turbulent flow field generated by DNS with lagrangian gyrotactic cells, we are able to explore the parameter space inhabited by marine phytoplankton. Findings are rationalized with a simple model of vortical flow. These results suggest that, under turbulent conditions, (i)the distribution of cells of the same species can be highly heterogeneous, affecting rates of predation and sexual reproduction; (ii)different phytoplankton species will occupy different fluid mechanical niches, alleviating direct competition for resources; and (iii)individuals might be able to actively determine their tendency to accumulate by controlling their morphology and swimming speed. While experimental tests are required to confirm these findings, we speculate that the elementary nature of the ingredients leading to this phenomenon imply its widespread occurrence in nature.

Mardi 6 Juillet à 11h en salle Coriolis

Martin HORWATH (LEGOS)

Titre : Gravimétrie GRACE et altimétrie ENVISAT sur la calotte polaire Antarctique

Résumé :

La gravimétrie spatiale GRACE contribue de manière importante à l'observation des variations des masses géophysiques, notamment de la calotte polaire Antarctique. Pourtant, il reste deux grands domaines d'améliorations. D'une part, le traitement GRACE doit être perfectionné. D'autre part, les applications géophysiques impliquent de combiner GRACE avec des informations complémentaires. Le séminaire aborde quelques résultats sur ces deux domaines de travail. Quant au traitement GRACE, on décrit la réduction des erreurs systématiques induites par des biais concernant l'alignement entre les deux satellites. Ces erreurs expliquent en partie pourquoi les solutions GRACE n'ont pas encore atteint le niveau d'erreur spécifié avant le lancement de la mission. Quant à la combinaison avec des observations complémentaires, la synthèse entre la gravimétrie GRACE et l'altimétrie radar ENVISAT sur l'Antarctique est réalisée. Un accord remarquable entre les variations interannuelles vues par GRACE et ENVISAT est constaté. Cet accord nous donne confiance dans les deux séries d'observations et permet une meilleure interprétation, notamment grâce aux structures spatiales détaillées fournies par l'altimétrie. Les variations interannuelles sont principalement liées à l'accumulation de neige. Actuellement, l'accumulation et ces variations temporelles, paramètres cruciaux de la modélisation atmosphérique, sont sujettes à de grandes incertitudes. Ainsi, les observations combinées de GRACE et ENVISAT pourraient être utiles à la validation des modèles atmosphériques en Antarctique.

Jeudi 1er Juillet à 11h en salle Coriolis

Max YAREMCHUK (NRL, Stennis sp. Center)

Titre : A hybrid background covariance model for 3dVar data assimilation

Résumé :

A hybrid background error covariance (BEC) model for three-dimensional variational assimilation of glider data into the Navy Coastal Ocean Model (NCOM) is introduced. Similar to the existing atmospheric hybrid BEC models, the proposed model combines low-rank ensemble covariances B_m with the heuristic Gaussian-shaped covariances B_0 to estimate the forecast error statistics. The distinctive features of the proposed BEC model are a) formulation in terms of inverse error covarinaces; b) adaptive determination of the rank m of B_m with information criterion based on the innovation error statistics; c) restriction of the heuristic covariance operator B_0 to the null space of B_m; and d) definition of the BEC magnitudes through separate analyses of the innovation error statistics in the null space of B_m and in its orthogonal supplement. The BEC model is validated by assimilation experiments with simulated and real data obtained during glider survey of the Monterrey Bay in August 2003. It is shown that the proposed hybrid scheme substantially improves the forecast skill of the heuristic covariance model.

JUIN 2010

Vendredi 25 Juin à 11h en salle Coriolis

Guillaume RIFLET (MARETEC IST, Lisbonne)

Titre : Proposition du scalaire de Okubo-Weiss pour évaluer les schémas de conditions au frontières

Résumé :

Cette présentation propose la description d'un modèle numérique bidimensionnel des équations des eaux rases (shallow-waters) géophysiques, employant un schéma classique leapfrog avec des différences centrales posé sur une maille Arakawa-C. Le modèle est doté d'un masque de terre imposant des flux nuls aux interface terre-mer. Côté frontières ouvertes, le modèle propose plusieurs options dont clamped (Dirichelet) et conditions radiatives de type Flather (sur une maille NVOE). Le modèle est implémenté en Matlab et est doté d'une interface graphique. Outre cette description classique du modèle, qui est accompagné d'une validation par conservation de masse, d'énergie, de quantité de mouvement, de vorticité et d'enstrophie, la motivation principale de la présentation est de proposer un scalaire, le scalaire de Okubo-Weiss, dans le but de caractériser l'influence numérique de la condition de frontière ouverte implémentée au niveau du type d'écoulement. Les résultats d'un lâcher d'une élévation initiale de type gaussienne montrent que la frontière ouverte à une tendance à inverser le type d'écoulement attendu lors de la propagation de l'onde (qui est de type hyperbolique) en écoulement à prédominance elliptique.

Mercredi 16 Juin à 11h en salle Pyrénées

Niki GRUBER (ETH-IPB, ZTH Zurich, Suisse)

Titre : Oceanic sources and sinks for atmospheric CO2: recent trends

Résumé :

A recent comparison between two independent estimates of the regional distribution of the net air-sea CO2 fluxes – one based on the inversion of ocean interior data, the other based on surface ocean pCO2 measurements – has revealed a remarkably consistent description of the climatological mean fluxes for the last decade (generally within less than 0.1 Pg C yr-1) (Gruber et al., 2009). Globally and for a nominal period between 1995 and 2000, the contemporary net air- sea flux of CO2 is estimated to be -1.7 ± 0.4 Pg C yr-1 (inversion) and -1.4 ± 0.7 Pg C yr-1 (pCO2-climatology), respectively, consisting of an outgassing flux of river-derived carbon of about +0.5 Pg C yr-1, and an uptake flux of anthropogenic carbon of -2.2 ± 0.3 Pg C yr-1 (inversion) and -1.9 ± 0.7 Pg C yr-1 (pCO2-climatology). Recent analyses point to major changes in these mean fluxes. Model simulations and limited atmospheric evidence suggests that the Southern Ocean uptake may have slowed down by more than 0.3 Pg C yr-1 in recent decades, and long-term trends in the surface ocean pCO2 data show that the temperate and subtropical Atlantic carbon sink has decreased as well. While these changes are consistent with the trend expected from anthropogenic climate change, the available evidence is insufficient to clearly attribute these changes. Nevertheless, they point toward a substantial vulnerability of the ocean carbon sink to future climate change.

Mardi 1er Juin à 11h en salle Coriolis

Remi TAILLEUX (MetOffice, University of Reading, UK)

Titre : Ocean energetics and the driving mechanisms of the AMOC

Résumé :

Research over the past decades has demonstrated that the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) is strongly affected by three main effects: 1) high-latitude cooling; 2) turbulent diapycnal mixing; 3) the southern winds at the latitude of Drake passage. These results have been so far interpreted as suggesting that the AMOC derives its energy primarily from the wind and tides, and that the surface buoyancy forcing merely shapes it. This result is often thought to result from Sandstrom’s “theorem”, which is widely interpreted as forbidding surface buoyancy forcing to be associated with any significant power input. To shed light on these issues, energetics has been proposed as a way to clarifying the relative role and importance of the above effects. In this talk, rigorous energetics considerations rooted in first principles will be used to suggest that contrary to current (mis)conceptions, the surface buoyancy forcing can be a significant source of power input to the oceans, comparable to that due to the wind and tides. The important new twist, however, is that the buoyancy power input itself is strongly dependent on the mechanical forcing in the oceans. The new paradigm proposed in this work is that the oceans should be regarded as a mechanically-controlled heat engine. This is to say that although it is high-latitude cooling that is the source of energy for the AMOC, the latter is strongly controlled by the power input due to the wind and tides. It will be shown how the latter explain the sensitivity of the AMOC to the southern winds and turbulent diapycnal mixing without the need for the latter to be regarded as a source of energy for the AMOC.

MAI 2010

Lundi 31 Mai à 14h en salle Coriolis

Ismaël HERNANDEZ (IFISC, UIB Palma de Mallorca)

Titre : On the capacity and reliability of finite-size Lyapunov exponents (FSLEs) diagnosis in surface marine flows

Résumé :

There is a recent strong activity in the study of mixing, dispersion and transport of oceanic properties from the Lagrangian perspective. An important Lagrangian tool which is becoming widely used in oceanography is that of the Finite-Size Lyapunov Exponents (FSLEs). They are a local measure of particles dispersion which, most importantly, serves to characterize coherent structures in the turbulent oceanic ?ow. In this work we show the FLSE capacity for the identification of Lagrangian structures and their mixing activity at different spatial scales, from coastal to global scales. At the submesoscale, we analyze Palma Bay using data from a ROMS model at 300m of spatial resolution. At the mesoscale we use velocity data from the DieCast model in the Balearic Sea, and for the global distribution we use the world ocean data from JAMSTECH numerical model (Earth Simulator). A seasonal analysis and a comparative study between different regions are performed. Although mathematically appealing, it is rather unclear how robust are FSLE analyses when confronted to real data, that is, data affected by noise and with limited scale sampling. In this study, we analyze the effect of ?nite scale samplings and of diverse types of noise on FSLE diagnostics. Both effects can be accounted to determine which part of the diagnostics is reliable. Most importantly, scale dependence of FSLE reveals the emergence of a cascade-like structure in oceanic ?ows, which can be used to improve diagnostics and to better understand ocean dynamics.

Jeudi 20 Mai à 11h en salle Coriolis

Guy WILLIAMS (LOCEAN)

Titre : Observations of Antarctic Bottom Water production from the Adélie and George V Land coast, East Antarctica

Résumé :

This seminar will focus on the observational physical oceanography along the Adélie and George V Land (AGVL) region of East Antarctica, in particular the formation and export of dense shelf water for Antarctic Bottom Water (AABW) production. The AABW in the Australian-Antarctic Basin has experienced a rapid cooling and freshening in recent decades. As a result there has been renewed efforts over the last ten years to improve our understanding of the processes and mechanisms in the source regions, in particular the Dense Shelf Water (DSW) formation beneath the coastal polynya regime of the AGVL continental shelf. Seasonal ship-based CTD surveys and mooring arrays on the continental shelf, slope and rise describe a dual-system of cold, dense overflows from the Adélie (primary) and Mertz (secondary) Depressions with high and relatively lower salinity DSW export, respectively. The attribution of DSW from the Mertz Depression is new and agrees with satellite estimates of sea ice production that find the polynyas in this area annually have ~60km3 , or 40-50% of total sea ice production. This finding implies that other ‘minor’ polynya regions between 80—140 ºE could be contributing to the overall AABW supply to the Australian-Antarctica Basin. The production of AABW from shelf to abyss involves multiple water masses and processes interacting with strong variability over different timescales. As such it is difficult to determine/attribute climate trends from sparse observations in a dynamic system. Recent changes to the ice front, namely the calving of the Mertz Glacier Tongue and re-positioning of iceberg B9b, are a very pertinent reminder of this, heralding a potential ‘regime-shift’ in the production of AABW from this region.

AVRIL 2010

Jeudi 22 Avril à 11h en salle Coriolis

Beatriz YANNICELLI (CEASA, Chili)

Titre : Coastal oceanographic observations and modeling to support decision making processes: ongoing research, results and challenges from Central Humboldt Current System

Résumé :

The management of coastal resources should include explicitly the spatial dimension both at the scientific advice and regulation design stages. Understanding the spatial relationships between coastal oceanographic processes and benthic populations mean and variability patterns should provide key elements for the task.
I analyzed the latitudinal meso to macro-scale spatial distribution of two valuable benthic resources from very different depths ranges along the Chilean Humboldt Current System, and the relationship with shelf width, coastal topography, and coastal chl-a distribution.
The shallow species, a carnivorous snail from rocky bottoms, presented a spatially stable capture pattern even under different management regimes, reflecting coastal geomorphology. The deeper species, the squat lobster that inhabits low oxygen sediments from the continental shelf between 50-300 m, is mainly found in wide shelf areas to the north of conspicuous upwelling centers. Both species seem to present larger variability (as coefficient of variability) at latitudinal ranges of narrow shelf areas. Coupled individual based-hydrodynamic transport modeling experiments conducted about 37S support the idea that coastal areas with narrower shelves would present larger temporal retention variability. Mean annual chlorophyll-a (detrended) along the coastal band is also explained mainly by coastal geomorphology (shelf width and coastal topography), while it is also related to the benthic resources mesoscale latitudinal distribution. Such patterns should result from the spatio-temporal interaction of regional scale circulation and coastal geomorphology.
About 30S, physical oceanographers are actually analyzing the interaction between regional (coastal trapped waves) and local (wind) forcing on shelf circulation. Analysis of time series station 18 data (Concepcion), suggest an effect of such interaction on primary productivity, chlorophyll standing stock and sedimentation rates at synoptic to annual scales.
Within that frame, I will present the ongoing research and challenges of our research group as well as some specific management implications of our analysis.

Lundi 12 Avril à 11h en salle Coriolis

Sylvain CAPO (Univ. Bordeaux)

Titre : Hydrodynamique et dynamique sédimentaire en milieu côtier ; exemples contrastés d’un estuaire tropical dominé par la marée et d’une plage tempérée dominée par la houle

Résumé :

Les estuaires et zones côtières représentent des environnements privilégiés d’échange entre continent et océans et sont soumis à une pression socio-économique considérable avec près de 70% de la population mondiale vivant dans son voisinage. Ces environnements côtiers présentent une grande variété de morphologies (deltas, estuaires, plages ouvertes etc…) fonction des forçages hydrodynamiques dominants (marée, houle, vents, débits fluviaux…) et de la disponibilité du matériel sédimentaire. Cet équilibre sédimentaire et hydrodynamique est susceptible d’être modifié par les impacts naturels ou anthropiques (hausse du niveau moyen dû au réchauffement global, aménagements divers…) menaçant ainsi l’ensemble des environnements littoraux.
Deux exemples contrastés du milieu littoral Atlantique sont présentés : un estuaire tropical Guinéen dominé par la marée, en Afrique de l’ouest, et une plage tempérée dominée par la houle sur la côte girondine.
En milieu tropical, une végétation spécifique de mangrove s’établit sur le littoral et joue un rôle primordial dans l’écosystème par son action de stabilisateur géomorphologique. Les résultats hydrodynamiques, issus de mesures, décrivent le fonctionnement d’un estuaire tropical mésotidal hypersynchrone spécifique en identifiant une rétention considérable des eaux estuariennes dans la mangrove, atteignant 25% du prisme tidal lors des mortes eaux. La modélisation numérique précise les processus sédimentaires engendrant la forte turbidité littorale et confirme la position et l’extension longitudinale du bouchon vaseux. Cet estuaire, à la morphologie complexe, s’identifie de tous les autres environnements tropicaux étudiés jusqu’ici en soulevant de nombreuses questions quant aux modifications d’écoulement induites par la végétation de mangrove.
Le deuxième exemple, la plage du Truc Vert, a été choisi parmi 4 sites témoins des côtes françaises métropolitaines dans le cadre de l’ANR VULSACO (VULnérability of SAndy COasts face to climatic and anthropic changes). L’analyse morphodynamique se base sur une base de données topographiques de la plage intertidale, levées au GPS cinématique depuis 2003 et sur des données de houle issues du modèle WaveWatch3. Les résultats préliminaires de l’analyse des tendances actuelles de la morphodynamique de cette plage girondine sont présentés en focalisant sur l’anti corrélation entre volume de plage et forçage de la houle à différentes échelles temporelles ; annuelles, saisonnières et mensuelles ainsi que sur l’impact d’évènements extrêmes tels que des tempêtes hivernales.

Vendredi 9 Avril à 11h en salle Coriolis

Maeva DORON (LEGI, Grenoble)

Titre : Assimilation de données de surface de phytoplancton dans les modèles couplés 3D physique-biogéochimique pour optimiser des paramètres-clés du modèle biogéochimique

Résumé :

Les modèles couplés 3D physique-biogéochimique permettent d'estimer différentes quantités comme la concentration en phytoplancton, la production primaire ou les cycles saisonniers de la matière organique, en sus de la circulation océanique. De nombreux progrès ont été réalisés qui permettent de bien représenter des phénomènes comme la floraison printanière. En revanche, il reste des écarts significatifs entre les résultats de la modélisation et les observations de couleur de l'océan (concentration en chlorophylle a). L'hypothèse de travail est que la paramétrisation, nécessaire dans les modèles biogéochimiques, est une source principale d'erreur dans ces modèles couplés 3D. La réponse d'un modèle à l'incertitude sur les paramètres est étudiée au moyen d'expériences d'ensemble (modèle sur l'Atlantique Nord, 1/4° de résolution). Celles-ci révèlent le caractère non-linéaire du modèle biogéochimique, ainsi que les variations spatiales de la réponse. Une méthodologie dérivée du filtre de Kalman est testée, qui permet d'estimer la valeur régionale des paramètres à l'aide des observations de surface de phytoplancton.

Jeudi 8 Avril à 11h en salle Coriolis

Elodie MARTINEZ (LOV, Villefranche/Mer)

Titre : Influence des oscillations climatiques décennales des bassins océaniques sur le phytoplancton

Résumé :

De fortes incertitudes persistent sur les changements récents (quelques décennies) de la biomasse algale de l’océan global, à savoir le phytoplancton, 1er maillon de la chaîne alimentaire et régulateur du CO2 atmosphérique. Ces incertitudes tiennent en particulier à la difficulté de disposer des données nécessaires sur des périodes de temps suffisamment longues. La problématique générale est liée à la détection des changements décennaux du phytoplancton à l’échelle de l’océan mondial, et à la compréhension de l’impact des changements environnementaux (climatiques) sur ce compartiment majeur du cycle du carbone planétaire. Le travail récent d’Antoine et al. (JGR, 2005), qui a reconstruit les jeux de données des satellites CZCS et SeaWiFS afin de les rendre comparables, montre une augmentation moyenne de 20% de la concentration en chlorophylle (Chl) à la surface des océans sur les 20 dernières années. Je présenterai les résultats obtenus sur l’interprétation de ces changements de Chl. En étudiant la covariabilité décennale de la Chl et de la température de surface de la mer (SST) à partir des données satellites, nous avons pu mettre en évidence que les changements décennaux de phytoplancton dans l’océan global sont liés aux oscillations naturelles des propriétés physiques à grande échelle dans les bassins océaniques (telles que l’Oscillation Décennale du Pacifique et l’Oscillation Multidécennale de l’Atlantique). L’utilisation de modèle océanique tel que les réanalyses du modèle SODA (Simple Ocean Data Assimilation) ont permis de mettre en relation la variabilité décennale des eaux intermédiaires de l’océan et de la Chl de surface à l’échelle globale. Nos résultats ne soutiennent pas l’hypothèse selon laquelle les changements de phytoplancton récemment observés entre 1997 et 2005 se prolongeraient de manière monotone en raison du réchauffement des eaux de surface induit par le réchauffement climatique (Berhenfeld et al., 2006).

Vendredi 2 Avril à 11h en salle Jules Verne

Heloïse MULLER (LPO, Brest)

Titre : Étude de la circulation résiduelle Lagrangienne en Mer d’Iroise

Résumé :

La mer d’Iroise, située à l’extrémité occidentale des côtes françaises, est une zone particulière qui possède une structure hydrologique et un hydrodynamisme singuliers. Les forts courants de marée dont elle est le siège participent en été à la création de fronts thermiques séparant les eaux côtières, homogènes sur la verticale et les zones stratifiées du large. Ces zones frontales permettent le développement d'une activité biologique intense. D’autre part, la zone Iroise se distingue par un trafic maritime extrêmement dense; les problématiques environnementales et les conflits d'usage sont au cœur des préoccupations sur la zone. Que ce soit en termes de prévention ou en temps de crise, il est donc essentiel de comprendre la circulation résiduelle Lagrangienne dans la zone. Cette compréhension repose sur l’évaluation des contributions respectives des différents mécanismes physiques que sont la marée, les effets météorologiques (vent et pression atmosphérique) et les gradients de densité à cette circulation résiduelle Lagrangienne. Une analyse spatiale et temporelle des phénomènes observés est également incontournable. La cartographie de la circulation résiduelle Lagrangienne de la zone a été étudiée selon trois angles d'approche complémentaires. Les deux premières consistent à calculer les courants résiduels Lagrangiens sur un nombre fini de cycles de l’onde de marée M2 grâce à l’utilisation d’une méthode numérique de suivi de particules advectées dans des champs de courant de surface mesurés par radar HF de 2005 à 2007 ou simulés avec un modèle régional d’hydrodynamique côtière. La troisième approche est une analyse fine des trajectoires suivies par des bouées dérivantes lâchées dans la zone durant les étés 2005 et 2007. Afin d'obtenir des résultats pertinents, une modélisation haute résolution de la mer d’Iroise a été mise en place, suivie par le développement d’une méthodologie de calcul des courants résiduels Lagrangiens de la zone à partir de n’importe quels champs de courant instantanés grillés et enfin par la description de la circulation résiduelle Lagrangienne de la zone basée sur l’identification de scénarios types. Ce travail a également permis de mettre en évidence l’intérêt de disposer de forçages atmosphériques haute résolution pour réaliser une modélisation océanique réaliste de la zone. Le protocole de calcul des courants résiduels Lagrangiens de la zone à partir des sorties de modèle et des mesures radar HF est détaillé. L'utilisation de données permet de conforter les résultats issus de modélisations, en particulier en ce qui concerne l'étude des contributions relatives des différents processus. Ces résultats mettent en évidence l’influence prépondérante du vent sur l'ensemble la zone. En été, lorsque le front est établi, seule son influence se fait sentir au large. A proximité de la côte, il entre en compétition avec la marée mais reste prépondérant en mortes-eaux. Sous des conditions de vent faible, la signature des courants de densité est visible dans la circulation résiduelle Lagrangienne. Cette étude, complétée par l'identification des scénarios issus de modélisations a montré la capacité des modèles à reproduire correctement l'influence du vent et de la marée sur la circulation résiduelle Lagrangienne, l'influence des courants de densité ayant étant plus délicate à modéliser. Ce travail a montré les contraintes liées à la prévision opérationnelle de la circulation résiduelle Lagrangienne et si des travaux complémentaires sont nécessaires, il en a démontré les écueils ainsi que la faisabilité.

MARS 2010

Mercredi 24 Mars à 11h en salle Coriolis

Anouk DE BRAUWERE, Benjamin DE BRYE, Olivier GOURGUE (Univ Catholique de Louvain, Belgique)

Titre : SLIM: A finite-element, unstructured-mesh model for simulating the fate of anthropogenic contaminants in the land-sea continuum. Case study: the Scheldt tidal continuum

Résumé :

Modeling rivers, estuaries, coastal areas and adjacent seas is a challenging task due to the various physical length and time scales that need to be taken into account. The model should be able to deal with large scale circulation of the open sea but also the small scale features that are typical of shallow areas, estuaries and straits. This gives rise to multi-scale modeling where a wide spectrum of physical length and time scales can be captured simultaneously.
Most hydrodynamical models rely on structured computational grids, which, despite their popularity, are not well suited for such multi-scale problems. In recent years, unstructured-mesh models have gained attention due to their flexibility in representing complex topography and variable spatial resolution.
The Second generation Louvain-la-Neuve Ice-ocean Model (SLIM, www.climate.be/slim) is an unstructured-mesh hydrodynamical model that is being developed at the Université catholique de Louvain (Louvain-la-Neuve, Belgium). SLIM solves the shallow water equations by means of the discontinuous Galerkin finite element method. It features a 1D river model, 2D depth averaged model and a full 3D model. Currently the 1D and 2D models can be coupled to simulate the entire river network - estuary - coastal sea continuum in a single model with a variable spatial resolution.
SLIM is also coupled with a generic reactive tracer module that is used to simulate the fate of environmental contaminants and various water quality indicators. So far we have been investigating salinity, residence time (and other timescales for water renewal) and fecal bacteria, while the modeling of sediments and heavy metals is in progress.
After a general presentation of SLIM and its main applications (Great Barrier Reef, Mahakam and Scheldt land-sea continua), we will further focus on its application to the Scheldt (located in Belgium and The Netherlands). The Scheldt application is carried out within the framework of the Belgian Interuniversity Attraction Pole TIMOTHY (www.climate.be/timothy).

Jeudi 18 Mars à 11h en salle Pyrénées

Anne-Elise NIEBLAS (CSIRO/UTAS, Australie)

Titre : Implications of climate change for physics, phytoplankton and fish in a historically low-wind upwelling ecosystem

Résumé :

Upwelling regions comprise just 1% of the global ocean by area, but account for 20% of global productivity. However, some of these productive ecosystems are under threat due to their vulnerability to climate change. Understanding and assessing the impacts of climate change on primary and fisheries productivity in upwelling ecosystems will be vital for informing adaptive management procedures aimed at sustaining ecosystem health and fisheries viability. Wind-driven upwelling systems operate under the “optimal environment window” for which wind speed is strong enough to promote vertical mixing of nutrients to enhance productivity, but not so strong as to lead to deleterious turbulent mixing or more pronounced advection that may reduce productivity. In this study, I examine an upwelling system in southeastern Australia that operates at low-wind velocities, and hence suboptimal productivity. Using environmental data that is spatially-comparable to the resolution of climate models, I develop biophysical statistical models to describe the relationship between physical environmental drivers and ecosystem productivity for historical conditions. These statistical models are developed to assess the impacts of environmental drivers on primary productivity and marine species with differing r- and K-selected life history traits. I then use climate models to make projections of the likely impacts of climate change on ecosystem productivity in a regional low-wind upwelling system for a range of likely CO2 emission scenarios. I find that monthly alongshore winds are expected to alter by 5-90% by 2100, with the principal change as increased spring and summer upwelling-favourable wind stress. I assess how this affects the upwelling ecosystem in regards to the optimal environmental window and investigate the likely impacts on primary productivity and the abundance of contrasting commercial marine species as a result.

Jeudi 11 Mars à 11h en salle Coriolis

Marie-Hélène RIO (CLS)

Titre : A New global Mean Dynamic Topography computed from the combination of GRACE data, altimetry and in-situ measurements

Résumé :

Accurate knowledge of the ocean Mean Dynamic Topography at all spatial scales is mandatory for the full exploitation of altimetric data including their assimilation into operational ocean forecasting systems. In preparation for future GOCE data, whose resolution will allow to estimate the ocean MDT with centimetric accuracy at 100km scales, a new global ¼° resolution MDT has been computed with improved data and methodology compared to the previous RIO05 MDT field: First, a large scale Mean Dynamic Topography was obtained from the CLS01 altimetric Mean Sea Surface and the latest geoid model computed at GRGS from 4 1/2 years of GRACE data. Then, altimetric sea level anomalies and in-situ measurements have been combined to compute synthetic estimates of the MDT and the corresponding mean currents. While the RIO05 MDT was based on 9 years of in-situ data (dynamic heights and drifting buoy velocities), the new field benefits from an enlarged dataset of in-situ measurements covering 15 years from 1993 to 2008 and including the latest ARGO reanalysis from the Coriolis center. Moreover the processing of the in-situ data has been improved: A new Ekman model was computed to extract the geostrophic velocity component from the drifting buoy measurements. The handling of hydrologic measurements has also been improved so as to allow for the inclusion of T, S profiles referenced to different pressure levels in the computation of the synthetic heights, resulting in a better sampling of the ocean, mainly in coastal areas. The new global MDT is validated against independent in-situ observations, as well as compared to the previous field RIO05 and other existing global estimates of the ocean MDT. Improved agreement to observations is obtained using the new field. In particular, the maximum mean velocity intensity in the western boundary currents is increased by up to 100%.

Vendredi 5 Mars à 11h en salle Pyrénées

Jérôme BOUFFARD (IMEDEA, Baleares)

Titre : Coastal and mesoscale dynamics characterization combining glider and altimetry: case study over the Western Mediterranean Sea

Résumé :

Satellite altimetry allows a direct computation of geostrophic velocity anomalies. However, conventional altimetry measurements remain largely spurious in coastal zone, due to several factors such as inaccurate geophysical corrections (e.g. atmospheric and tidal signals) as well as environmental issues (land contamination in the altimetric and radiometric footprints). At the present time and in the attempt of future relevant technologies (cf. SWOT), experimental coastal altimeter products are under development (XTRACK, PISTACH, COASTALT…). The main efforts consist in the application of coastal-oriented corrections and the review of the data recovery strategies near the coast. The new coastal altimetric products need to be assessed with independent data before to be used in synergy with other measurements and fully exploited for scientific applications. This is the frame of this study as part of an intensive observational program conducted in the Western Mediterranean Sea. We present here the main outcomes resulting from the combination of coastal altimetry and gliders. Gliders - autonomous underwater vehicles - allow to provide precise and high resolution data complementary to altimetry (temperature, salinity, pressure, velocity…) both at surface and over the whole water column. Since July 2007, several glider missions have been performed along Jason-1, Jason-2 and ENVISAT altimeters. The altimetric sea level anomalies have been processed from both standard and coastal-oriented strategies. Furthermore, new methodologies have also been developed in order to combine surface glider geostrophic velocities (derived from CTD measurements) with integrated currents estimated by the glider (derived from GPS locations every 6 hours). These approaches prove to be very efficient to improve the budget errors and homogenize the physical contents of altimetry and glider data. Further, the combined analysis of the two datasets provides interesting insights of the oceanic circulation characteristics at the regional scales. In summary, these studies highlight the relevance of multi-sensor approaches and the need of oceanic topography measurements at several spatial/temporal sampling requirements in view of the coastal and mesoscale dynamics characterizations.

Mardi 2 Mars à 11h en salle Coriolis

Marine HERRMANN (CNRM)

Titre : Observation et modélisation de la convection océanique profonde en Méditerranée : processus physiques, variabilité et écosystèmes

Résumé :

A l'origine de la formation des eaux intermédiaires et profondes de la circulation océanique, la convection océanique a lieu dans quelques régions du globe, dont la Méditerranée nord-occidentale. La convection y est responsable de la formation de l'Eau Méditerranéenne Occidentale Profonde, une des principales masses d'eau de la circulation méditerranéenne, et joue un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes planctoniques et le cycle du carbone. En raison de sa relative facilité d'accès, cette région constitue de plus une zone d'étude idéale de la convection, de son fonctionnement, de sa variabilité et de son influence. L'étude de la convection repose sur l'utilisation conjointe des observations et de la modélisation. Je présenterai ici les résultats obtenus récemment dans ce domaine. Premièrement, le travail mené sur l'influence de la configuration du modèle océanique sur la représentation de la convection, qui a notamment permis de quantifier le rôle des structures de méso-échelle. L'intercomparaison de simulations numériques et d'observations satellitales altimétriques a ensuite permis de mettre au point une méthode de suivi de la variabilité de la convection profonde. Les observations montrent que la convection a été exceptionnellement intense pendant l'hiver 2004-05, et les facteurs responsable de cette intensité ont été identifiées grâce à la modélisation. Enfin, la modélisation couplée physique-biogéochimie met en évidence la contribution de ce processus physique au fonctionnement, à la variabilité et à l'évolution de l'écosystème planctonique pélagique.

FEVRIER 2010

Jeudi 18 Février à 11h en salle Pyrénées

Alex COSTA DA SILVA (UFPE, Brésil)

Titre : Études dans l'Atlantique ouest équatorial et dans la zone côtière du N-NE du Brésil

Résumé :

Ce séminaire a pour objectif de présenter les projets développés dans l’Atlantique Ouest Équatorial et dans la Zone Côtière du N-NE du Brésil. En premier lieu sera présenté le projet REVIZEE. Ce projet a pour objectif de relever divers paramètres physiques collectés dans les eaux de la région de la Plateforme Amazonienne et de la région océanique adjacente. Durant le programme REVIZEE dans la région Nord du Brésil, des données de CTD ont été collectées dans la zone allant de 41ºW à 51ºW en longitude et de 4ºS à 7ºN en latitude, pendant 4 périodes saisonnières de l’année (mars-avril 1995, octobre-novembre 1997, avril-mai 1999 et juin-septembre 2001). Nous parlerons ensuite des travaux côtiers développés dans le NE du Brésil. Tout d’abord concernant l’estuaire du fleuve Jaguaribe situé dans une zone semi-aride du Nordeste (NE) brésilien, où les ressources hydriques sont extrêmement rares. La distribution pluviométrique dans cette région est fortement liée au positionnement en latitude de la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT) au dessus de l’Atlantique. Ensuite, la présentation abordera le cas de la région métropolitaine du Ceará, avec le projet d’identification des principales sources de pollution terrestre le long de la côte marine de la région métropolitaine de Fortaleza. Le principal objectif de ce projet est d’étudier la corrélation du niveau de pollution à la variation saisonnière des précipitations et à la dynamique des courants côtiers. Pour finir, nous parlerons des projets actuels et futurs en développement dans le NE du Brésil, en particulier avec l’Université Fédérale du Pernambuco (UFPE): Projet MC-ONDAS, Projet PIRATA, Projet BIO-NE, projet TransAt, Projet AMANDES.

Mercredi 17 Février à 11h en salle Coriolis

Gaël DURAND (LGGE, Grenoble)

Titre : Dynamique des glaciers cotiers en Antarctique

Résumé :

Depuis un peu plus d'une décennie, une nette accélération des glaciers vémissaires a été observée, conduisant à un bilan de masse négatif des calottes polaires. L'Antarctique de l'ouest semble être un cas un peu particulier puisque le socle rocheux sur lequel la glace repose se trouve sous le niveau des mers (on parle alors de calotte marine). Dans ce cas, la calotte pourrait s'avérer instable et à terme se démanteler conduisant à une hausse importante du niveau des mers. Dans un cadre général, j'aborderai tout d'abord les points suivants : - Pourquoi la dynamique des calottes marines est difficile à modéliser, et quelles sont les récentes avancées sur ce sujet, notamment en terme de modélisation locale et sans approximation des équations de Stokes. - Qu'en est-il de l'hypothèse d'instabilité des calottes marines suspectée depuis les années soixante-dix ? - L'Antarctique de l'ouest est-il un cas si particulier ? Je préciserai ensuite les apports de la modélisation locale en tachant de préciser les points suivants : - Un renforcement de la fonte des ice-shelves est suspecté comme moteur des pertes de glaces observées. S'il existe bien un lien, il est indirect et peut conduire à des comportements non triviaux (i.e., un épaississement de la calotte à la suite d'une augmentation de la fonte moyenne). - Quel est l'impact de la connaissance du socle rocheux sur la dynamique de la glace, en d'autres termes, où doit-on connaître le socle et avec quelle précision ? Je terminerai par un point plus prospectif sur les signatures de surface obtenues à partir du modèle local (courbures, taux de diminution de l'altitude) et des éventuelles correspondances avec les données.

JANVIER 2010

Vendredi 29 janvier à 11h en salle Coriolis

Pierre DUTRIEUX (Cambridge)

Titre : Tropical western Pacific currents and the origin of intraseasonal variability below the thermocline

Résumé :

The tropical western Pacific has been the subject of increasing attention during the past two decades. Tropical western Pacific currents influence the heat budget of the warm pool, and thereby play a role in the El Nino-Southern Oscillation (ENSO) phenomenon. They also provide waters for the Indonesian Throughflow, a component of the global thermohaline circulation. Despite these motivations, direct current observations have been limited to a few quasi-synoptic shipboard acoustic Doppler current profiler (SADCP) surveys and moorings concentrated in localized areas along the western boundary. These snapshots and point measurements do not provide a reliable, comprehensive description and quantification of the mean flows and their seasonal variability, let alone their year-to-year fluctuations. The numerical simulations of this domain are therefore poorly constrained. Our state of knowledge is especially reduced below 300 m, which until recently was the typical depth range of most SADCPs. The few observations we have indicate the presence of intense intraseasonal variability at intermediate depth in the western Pacific in general, and along the western boundary in particular. But these observations are inadequate to explore the dynamics of the variability. The present work uses a combination of direct current observations and high resolution state of the art ocean simulations to provide a detailed description of the currents and to identify the sources of intraseasonal variability at the western boundary.

Jeudi 28 janvier à 11h en salle Coriolis

Benoît Thibodeau (GEOTOP/UQAM, Montreal)

Titre : Qui étouffe l'estuaire maritime du Saint-Laurent ?

Résumé :

Une étude récente a mis en évidence une zone hypoxique dans les eaux de fond de l’estuaire maritime du Saint-Laurent et recouvrant une surface d’environ 1300 km2. À l’aide de données instrumentales, il a été démontré que les concentrations d’oxygène dissous (OD) ont diminué de 50% en l’espace de 70 ans, passant d’environ 40% de saturation en 1930 à moins de 20% lors des deux dernières décennies. La zone d’hypoxie est restreinte à l’estuaire maritime dû à la forte productivité locale, mais aussi dû à la stratification des masses d’eau. En effet, l’estuaire maritime est caractérisé par une circulation de type estuarienne, c'est-à-dire par une couche d’eau douce en surface provenant du ruissellement du bassin versant et une couche d’eau salée en profondeur, provenant de l’océan Atlantique. Dû à leur densité très contrastée, très peu d’échanges s’effectuent entre les deux masses d’eau. La différence d’OD observé entre l’estuaire maritime et le détroit de Cabot est donc principalement le résultat de l’effet cumulatif de la consommation d’OD par la respiration de la matière organique (MO). Le déclin des concentrations en oxygène dissous observé depuis les 70 dernières années peut donc être relié à plusieurs phénomènes : a) des changements océanographiques menant à une diminution de la concentration initiale d’OD dans la masse d’eau pénétrant le Saint-Laurent par le détroit de Cabot et b) une augmentation de la demande totale en OD par la dégradation de la MO possiblement reliée à une eutrophisation. Ma contribution consiste à tenter de répondre à la question titre, c'est-à-dire d’identifier les mécanismes en cause dans l’appauvrissement en OD. Je présenterai une étude du cycle de l’azote à l’échelle du système Saint-Laurent, ainsi que des travaux en cours sur les variations de température de la masse d’eau profonde du Saint-Laurent.

Lundi 25 janvier à 11h en salle Pyrénées

William KESSLER (NOAA/PMEL)

Titre : Near-surface shear flow in the tropical Pacific cold tongue front (Meghan Cronin and William Kessler)

Résumé :

Near-surface shear in the Pacific cold tongue front at 2N, 140W was measured using a set of five moored current meters between 5m and 25m for nine months during 2004–05. Mean near-surface currents were strongly westward (the SEC) but only weakly northward, despite previous estimates of a strong near-surface Ekman drift. An Ekman-ilke spiral was observed, but rotated almost 90 degrees clockwise from expectations. These observations are consistent with the inability of cold upwelled equatorial water to cross the sharp front (there is no mechanism to warm it up in a short distance). We propose a secondary circulation with cold downwelling on the south side of the front, and corresponding warm upwelling on the north side. A "frontal Ekman" model is developed, in which the westward thermal wind shear due to the front contributes to balancing the surface shear boundary condition, reducing and rotating the ageostrophic Ekman flow. Analysis of a composite tropical instability wave confirms that ageostrophic shear is minimized when winds blow along the front, and strengthens when winds blow oblique to the front. A diurnal jet was observed that was on average 12 cm s-1 stronger at 5m than at 25m, even though daytime stratification was weak. The resulting Richardson number indicates that turbulent viscosity is larger at night than daytime and decreases with depth. A ‘‘generalized Ekman’’ model is also developed that assumes that viscosity becomes zero below a defined frictional layer. The generalized model reproduces many of the features of the observed mean shear and is valid both in frontal regions and at the equator.

Jeudi 21 janvier à 11h en salle Jules Verne

Jules Vernes : Damien CARDINAL (Musée Royal de l'Afrique Centrale - Tervuren, Belgique)

Titre : Approches isotopiques du cycle du silicium le long du continuum continent – océan

Résumé :

Le silicium (Si) est l’élément non volatil le plus abondant de la croûte terrestre supérieure. Il est impliqué dans de nombreux processus clefs se situant aux interfaces de la géosphère, de la biosphère et de l’hydrosphère en lien avec le climat (via l’altération, le prélèvement par les plantes et les diatomées…). Du fait de son ubiquité, déterminer les sources et les routes du silicium le long de son transfert des roches à l’océan est une tâche difficile qui a le plus souvent été ignorée ou réalisée via l’utilisation de traceurs indirects (par ex. éléments majeurs et en traces). Le cycle biogéochimique de Si est particulièrement mal connu en milieu continental : l’importance des plantes et des phytolithes n’a par exemple été mise en évidence qu’à la fin des années 90 sur des sites d’études bien contraints. Ainsi la quantification au niveau global des apports continentaux de Si à l’océan reste très approximative : les apports fluviaux dissous représenteraient 85% de l’apport de Si à l’océan. Toutefois, il semble que les apports sous forme de silice particulaire biogène, les processus diagénétiques à l’interface eau - sédiments sur les marges ainsi que l’altération de la croûte continentale sous-marine aient été largement sous-estimés, ce qui implique aussi de revoir le cycle marin de Si. De plus, les diatomées représentent le groupe phytoplanctonique à la base de la plupart des écosystèmes côtiers et estuariens sains. Des études récentes montrent que les pressions anthropiques perturbent fortement ce cycle en modifiant les apports de Si à l’océan : soit en les augmentant (déforestation) ou, au contraire, en les diminuant (construction de barrages). Les rejets anthropiques liés à l’urbanisation ou aux pratiques agricoles diminuent les rapports de nutriments Si:N et Si:P ce qui modifie les réseaux trophiques des écosystèmes aquatiques (eutrophisation). L’utilisation de l’outil isotopique de Si, d30Si, a, en parallèle connu une explosion depuis les années 2000 du fait d’avancées analytiques majeures. Celles-ci permettent maintenant des précisions suffisantes pour mesurer des variations de compositions isotopiques affectées par divers processus biogéochimiques - tant en milieu marin que continental- tels que le prélèvement par les plantes, les diatomées, l’adsorption, la dissolution, l’altération ou la reconstitution des paléoenvironnements. Je présenterai ici des exemples d’application de cet outil au traçage de sources, de processus et de quantification des flux de silicium le long du continuum surfaces continentales – océan. Les perspectives en milieu tropical telles que le couplage avec d’autres outils (Ge:Si et dilution isotopique), les impacts anthropiques ou l’étude des interfaces avec l’océan seront plus particulièrement discutées.

Jeudi 14 janvier à 11h en salle Coriolis

Mélanie BECKER (LEGOS)

Titre : Apport des observations spatiales à l’étude du cycle continental de l’eau

Résumé :

L’eau, ressource essentielle pour l’être humain, son activité et son environnement, est une ressource naturelle limitée. Cependant la demande augmente : la population mondiale a été multipliée par trois en un siècle et la consommation d'eau par six. Là où les bassins hydrographiques traversent des frontières, les éléments sont rassemblés pour engendrer des conflits et au regard des changements climatiques actuels (et à venir), les aléas naturels liés à l’eau se multiplient. Les informations sur les ressources en eaux sont parfois vues comme des enjeux de sécurité nationale, ou encore des données commercialisables et donc difficilement transférables, notamment en temps réel. Aujourd’hui, il existe une forte demande d’information sur les ressources en eaux continentales (stocks d’eau et qualité) tant au niveau global que régional alors que la disponibilité des données hydrologiques in situ tend à se réduire. Cependant, depuis quelques années, les techniques spatiales de télédétection sont utilisées pour l’étude des variations des niveaux et volumes d’eau dans les grands bassins fluviaux à des échelles de temps allant de quelques mois à plusieurs décennies. L’altimétrie spatiale permet, par exemple, la mesure des niveaux d’eau des fleuves, des lacs et des plaines inondées. Ou encore, la nouvelle mission de gravimétrie spatiale GRACE fournit les variations spatio-temporelles des stocks d’eaux continentales. Ces données trouvent tout leur intérêt dans des zones où les systèmes de collecte de mesures in situ rencontrent des problèmes de maintenance ou de mise à disposition et constituent donc un outil indispensable. Cette présentation vise, dans un premier temps, à offrir une introduction aux données de gravimétrie issue de la mission spatiale GRACE. Dans un second temps, des applications seront présentées afin de mettre en évidence l’intérêt d’utiliser de manière combinée des données spatiales, gravimétrie et altimétrie, et des modèles hydrologiques pour étudier, dans l’espace et dans le temps, la variabilité hydrologique d’une région, en l’occurrence la région des grands lacs de l’Est africain, des bassins du nord de l’Inde et du bassin Amazonien. Dans une dernière partie, la combinaison des données de gravimétrie spatiale GRACE et d'altimétrie spatiale sera utilisée pour caractériser l’effet sur le niveau de la mer de la variation des stocks d'eau dans les réservoirs continentaux.

Jeudi 7 janvier à 11h en salle Coriolis

Katernina GOUBANOVA (IMARPE, Lima)

Titre : Forçage atmosphérique dans la région d’upwelling Chile-Pérou: variabilité et impact du changement climatique.

Résumé :

La région océanique du Pacifique Sud-Est accueille l’écosystème le plus productif de l’océan mondial. C’est aussi l’une des régions de l’océan la moins échantillonnée du monde. Comprendre comme l’upwelling est contrôlé par le forçage atmosphérique est donc une question centrale tant du point des implications socio-économiques que du points de vue de la compréhension des mécanismes de téléconnexions entre le Pacifique tropical et les latitudes moyennes du Pacifique Sud. Nous présentons ici des travaux visant d’une part à diagnostiquer l’impact du réchauffement climatique sur l’upwelling du Pérou-Chili et d’autre part à documenter les mécanismes de téléconnexions entre ENSO et la circulation atmosphériques dans le Pacifique Sud-Est. Une méthode de dowscalling statistique est proposée afin de raffiner la résolution spatiale des sorties des modèles de circulation générale (réanalyses et modèles du GIEC). Cette méthode est appliquée à 12 modèles du GIEC pour le scénario du climat actuel 20C3M (1981-2000) et scénario futur A2 (2081-2100). La solution de l’ensemble des modèles indique une augmentation moyenne des vents favorable à l’upwelling pour la région du Chili central, alors que pour le région du Pérou, le cycle saisonnier moyen est légèrement amplifiée sans impact sur la moyenne annuelle. Ces résultats sont discutés à la lumière de résultats récents sur l’impact du changement climatique sur la circulation tropicale.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminaires 2009

by octavosd — last modified Dec 29, 2010 03:19 PM

Séminaires 2009

DECEMBRE 2009

Jeudi 17 décembre à 10h en salle Coriolis

Florian LEMARIE (UCLA)

Titre : Sensibilité de solutions couplées océan-atmosphère à l'algorithmique de couplage : application au cyclone tropical Erica

Résumé :

N/A

NOVEMBRE 2009

Jeudi 19 novembre à 11h en salle Coriolis

Lola CORRE (CERFACS)

Titre : Changements du cycle hydrologique marin simulés par les modèles du GIEC

Résumé :

En réponse au réchauffement global, les scénarii d'évolution climatique simulés par les modèles du GIEC prévoient une intensification du cycle hydrologique au cours du 21ème siècle. Nous examinons ici les modifications de la composante marine du cycle hydrologique au-dessus des océans tropicaux. L'identification des mécanismes responsables de ces modifications met en évidence une réponse thermodynamique directement liée à l'augmentation des températures atmosphériques et menant à une accentuation des contrastes régionaux. Cette réponse, commune à tous les modèles, est cependant insuffisante pour expliquer l'intégralité des modifications du cycle hydrologique marin dans les Tropiques. D'autres mécanismes possibles, liés en particulier aux modifications des gradients de température de surface de la mer, sont examinés. Directement liées à l'évolution du cycle hydrologique, les modèles prévoient également des modifications de la salinité de surface (SSS) au cours du 21ème siècle. Comme précédemment, la réponse de la SSS est découpée en différentes composantes, liées soit aux modifications des flux d'eau douce en surface, soit à la dynamique océanique. Enfin, nous cherchons à savoir si de tels changements sont déjà perceptibles dans les tendances des observations sur les dernières décennies. A l'échelle des bassins tropicaux, l'évolution récente de la SSS montre en moyenne une diminution dans le Pacifique qui contraste avec une augmentation dans l'Atlantique. De plus, au sein de chacun des bassins, les gradients spatiaux de SSS augmentent. Ces résultats semblent aller dans le sens des projections pour la fin du 21ème siècle. Cependant, l'interprétation des résultats se heurte à la difficulté de séparer les changements liés d'une part à l'évolution à long terme des forçages atmosphériques, et d'autre part à la variabilité naturelle du climat.

Mercredi 18 novembre à 11h en salle Coriolis

Marta MARCOS (IMEDEA, Baleares)

Titre : Some aspects of sea level variability in the Mediterranean Sea

Résumé :

Sea level is an important environmental parameter because of its impacts on the coastal zone as well as an indicator of climate change. In this talk some recent research on sea level changes in the Mediterranean Sea will be presented, from the variations at intra-annual scales to long-term trends. The different forcing mechanisms driving sea level variability at different temporal scales and their relative contribution will be discussed. This will include the response of sea level to the atmospheric forcing caused by wind and pressure as well as the changes derived from density variations (steric sea level) and mass addition/subtraction. All these findings are based both on observations from coastal tide gauges and altimetry and on outputs of global and regional numerical models. An overview of the present knowledge about future projections for the 21st century in the Mediterranean will be presented, together with an outline of our (IMEDEA-PdE-NOCS-MeteoFrance) current work to improve in this respect.

OCTOBRE 2009

Jeudi 15 octobre à 14h en salle Coriolis

Nick McCAVE (Cambridge university)

Titre : Les nuages dans la mer: Nepheloid layers in the world ocean; Sources, impacts and sinks

Résumé :

Nepheloid layers (NLs), literally ‘cloudy’ layers, are zones of increased turbidity relative to waters above and/or below in the oceans. NL thickness is mainly in the range 50–1000 m. The turbidity is conferred by particulate matter and most commonly detected by light scattering or attenuation (hence ‘nepheloid’ from greek for cloud). Most material in NLs is produced by resuspension of bottom sediments, often on continental margins, and also from ridges and seamounts, due to bottom shear stress from thermohaline currents and internal waves and tides. Resuspended material is diffused upward in bottom mixed layers which periodically separate and spread away from their source. As they spread they lose particles through aggregation and sinking of larger particles. This confers a generally decreasing turbidity upward from the ocean bottom because higher layers have usually separated farther away. The resuspended sediment scavenges short half-life radionuclides which act as tracers of their behavior. The impact of this scavenging on the chemistry of the oceans must be profound but is the subject of vigorous present debate. Deposition of this fine resuspended material is focussed in sediment drifts under major deep currents.

Vendredi 9 Octobre à 11h en salle Jules Verne

Prof. Kee-Hyun Kim (Chungnam National University, Daejeon, Korea)

Titre : Radium Isotopes as Tracers for Estimating Influence of Changjiang (Yangtze River) Outflow to the Northern Part of the China Sea

Résumé : N/A

SEPTEMBRE 2009

Mercredi 30 septembre à 11h en salle Coriolis

William KESSLER (NOAA/PMEL Seattle)

Titre : Ongoing glider observations of the New Guinea Coastal Undercurrent in the Solomon Sea

Résumé :

Attention has focused on the equatorward western boundary current of the South Pacific as a pathway from the subtropics to the equator, and its potential role in the evolution of the ENSO cycle and longer-timescale variability in the equatorial Pacific. Water property diagnoses suggest that the majority of the water in the equatorial undercurrent comes from the South Pacific, principally via the Solomon Sea. The geography of the region is unusual in that it provides two western boundaries: a "real" one at the coast of New Guinea, plus the nearly-solid Solomon Islands chain about 600km to the east, stretching over more than 5 degrees of latitude. With only occasional previous snapshots of this system, we set out in mid-2007 to monitor the Solomon Sea circulation using ocean gliders, which measure absolute velocity, temperature and salinity, sampling densely at scales of about 4km and 4 hour intervals.

Five glider roundtrips across this system have been done in continuous rotation, encompassing the strong La Nina event of 2007-2008. The observations demonstrate the boundary-intensified flow as an undercurrent, about 80km wide, with substantial ENSO-related fluctuations. Consistent with linear Rossby dynamics driven by equatorial winds, equatorward transport dropped to nearly zero in the late stages of the La Nina. However, the observations have also exposed several mysteries that are the subject of ongoing work.

Although the Solomon Sea western boundary current is continuous with flow coming from further south along the coast of Australia, it is joined by substantial additional transport directly from the open Pacific. This is surface-trapped and associated with the thermocline slope, unlike the much deeper and thicker boundary current, and also seems more variable than the boundary current. What causes the South Equatorial Current to turn north into the Solomon Sea, inconsistent with the prevailing (strongly negative) wind stress curl forcing? Do these two distinct elements of equatorward flow have different destinations, and does this imply different climate significance as they arrive at the equator?

The talk will finish with some speculations as to why the New Guinea Coastal Undercurrent persistently reverses above about 200m, unlike the corresponding LLWBCs in the North Pacific. Although this fact has been known since the early WEPOCS surveys of the mid-1980s, it remains unexplained.

Jeudi 17 septembre à 11h en salle Jules Verne

Clément ROUSSET (RSMAS Univ. of Miami)

Titre : Observations from a Caribbean cruise ship linking Florida and Yucatan Current transports

Résumé : The Yucatan and Florida Currents represent the majority of the warm water return path of the global thermohaline circulation through the subtropical North Atlantic. Their transports are quantified and compared by analyzing velocity data supplied by instruments mounted in the hull of the Explorer of the Seas cruise ship. From 157 crossings between May 2001 and May 2006, the mean transport of the Florida Current at 26°N was estimated to be 30.8 ± 3.2 Sv while upstream, through the Yucatan Channel, it was estimated from 90 crossings to be 30.3 ± 5 Sv. Hence, contrary to former results, no discrepancy was found between the Florida and Yucatan transports in the mean, with the implication that only minor flows occur through the NW Providence and Old Bahama Channels. The Florida and Yucatan currents are shown to be linked at seasonal timescales.

Mercredi 16 septembre à 11h en salle Jules Verne

Julie LELOUP (RSMAS Univ. of Miami)

Titre : Why is there a minimum in projected warming in the tropical North Atlantic Ocean?

Résumé : In IPCC projections for the 21st Century, the sea surface temperature (SST) shows several regions of minimum warming in the tropical oceans. These patterns appear both in fully coupled ocean-atmosphere general circulation models (GCMs) and also in atmospheric GCMs coupled to mixed-layer ocean models, and are robust across a multi-model ensemble. The present study focuses on the minimum warming in the tropical North Atlantic, as it has implications for the influence of greenhouse gas-induced climate change on hurricane development. The surface heat budget is analyzed in order to determine the causes for this minimum warming. It is found that the primary contribution is through the influence of the climatological mean wind speed on the efficiency of latent heat flux. In regions of high wind speed, radiative heating can be balanced by latent heat flux with a smaller change in SST than in other regions of the tropics.

JUILLET 2009

Mardi 30 juillet à 11h en salle Coriolis

Claire PERIGAUD (Caltech / JPL)

Titre : Role de la Lune dans les échanges Nord/Sud de climat

Résumé : TOPEX/Poseidon/Jason, TRMM and QuikSCAT satellite data are used in a coupled ocean/atmosphere/land model of the tropics to study the growth or collapse of climate events. combined with multi-year adjustments of the equatorial Pacific recharge from the subtropics and the Indian ocean. Data correct the main deficiencies common to most climate models: the latter simulate the sudden occurrence of weather regimes favor the growth of zonal modes (SST) over the modes involving meridional exchanges (recharge). Vigorous biweekly reversals of cross-equatorial currents and winds are found in the Indian Ocean. By accumulation in time, they significantly contribute to modify the water properties in salt and temperature differently in the South and North, with a global impact on the atmosphere more pronounced in the North. Tropical Instability Waves (TIW) are actually present in the 3 tropical oceans, well-organized as a train of Mixed-Rossby-Gravity Waves with the highest frequency peak at 14.7 days. In the Pacific, TIWs maintain normal conditions with the SST front slightly North of the equator and the cold tongue extent South, favoring cold rather than warm ENSO events. The timing of the observed biweekly peaks reveals consistency with the biweekly equatorial crossing of the (Earth-Moon) mass center in alignment with the Sun and Earth centers. Furthermore the TIW activity was minimum during the minimum Lunar inclination (allowing the big 1997/1998 warm event), and maximum during the Lunar maximum 9 years after (the 2006 warm event collapsed). Indeed it is necessary to add the 18.6 yr cycle of Lunar inclination to the 11-yr peak of solar activity to explain some of the puzzles found in historical climate records Adding the quasi-biweekly and -binovennial Luni-Solar gravitational forcing to the incoming solar radiation which is the only external forcing climate models today is lkely to provide a source of interhemispheric exchanges which could help reduce the misfits between simulations and observations.

JUIN 2009

Mardi 30 juin à 14h en salle Coriolis

Nicolas FERRY (MERCATOR)

Titre : Description et premiers résultats du projet de réanalyse globale ¼° "Global Ocean ReanalYses and Simulations" (GLORYS)

Résumé : La communauté de recherche, Mercator-Océan et CORIOLIS ont mis en commun leurs compétences et expertises en océanographie physique, modélisation et assimilation de données, pour réaliser dans le cadre du projet GLORYS (Global Ocean ReanalYses and Simulations) des réanalyses océaniques globales à une résolution de 1/4°. Ce projet est motivé par le besoin d'une description réaliste de l'état et de la variabilité de l'océan à l'échelle du globe, des bassins intercontinentaux et des mers régionales sur les décennies récentes. Au coeur du projet se trouve la réalisation de réanalyses globales sur des périodes récentes (entre 1960 à nos jours) avec une configuration du modèle d'océan/glace-de-mer au 1/4° ORCA025, leur utilisation, leur évaluation par des travaux scientifiques et leur mise à disposition auprès de la communauté recherche.
Plusieurs réanalyses sont planifiées, avec différents Streams : stream 1 (2002-2008 : GLORYS1), stream 2 (1993-2008 : GLORYS2), stream 3 (1958-2008 : GLORYS3). Chaque stream pouvant être produit plusieurs fois, avec des choix techniques et scientifiques différents. L’activité de production de réanalyses est un work in progress et la qualité et le réalisme des réanalyses produites est destiné à évoluer au cours des différents streams. La version 1 du Stream 1 (GLORYS1V1) a été produite et est disponible.
Au cours de cet exposé, nous décrirons le système de réanalyse mis en place pour GLORYS1 puis nous montrerons les premiers résultats d’études de validation visant à évaluer la qualité de la réanalyse. Nous proposerons également une interprétation physique des incréments d’analyse fournis par l’assimilation de données.

Lundi 29 juin à 11h en salle Coriolis

Stelly LEFORT (Mc Gill University, Montreal, Canada)

Titre : Diagenetic Evolution of Fe, As and Se over 25 years of Persistent Hypoxia in the Lower St. Lawrence Estuary (Québec)

Résumé : Dissolved oxygen (DO) concentrations in the bottom waters of the Lower St. Lawrence Estuary have decreased by more than 50% since the 1930s, and are now < 60µmol/L. The establishment of persistent hypoxic conditions may affect the diagenesis of redox-sensitive elements such as Mn, Fe, As and Se. These metals, which are normally concentrated in the oxic layer of the sediment, could escape to the overlying waters if the sediment oxygen penetration depth was to decrease in response to a depletion of DO in the bottom waters.. Fe, Mn, As and Se fluxes across the sediment-water interface were measured as a function of the overlying water DO concentration in short-term. controlled-laboratory incubations of sediment cores. No significant changes of Fe, Mn, As and Se fluxes were observed as DO concentration were varied from 90 to 20 µM. Analyses of cores sampled between 1982 and 2007 reveal changes in sediment chemistry over the last 25 years. Dissolved Fe, As and Se, as well as reactive Fe and As concentrations, have increased significantly over this period even though their total solid-phase concentrations have remained invariant. This is interpreted as a progressive response of the sediment to the decreasing levels of bottom water oxygen.

Lundi 22 Juin à 14h en salle Coriolis

Mohamed ACHITE (Labo. Eau-Environnement, Université de Chlef, Algérie)

Titre : Erosion hydrique en Algérie : concepts – processus – lutte.

Résumé :

Vendredi 19 Juin à 14h en salle Coriolis

Pierre LARROUCHE (Inst. Maurice-Lamontagne - Pêches et Océans Canada)

Titre : Le programme d'optique marine dans le Saint-Laurent. Synthèse des résultats.

Résumé : Entre 1997 et 2001, un partenariat composé de chercheurs de l'Institut Maurice-Lamontagne et de trois universités canadiennes a entrepris un ambitieux programme de recherche multidisciplinaire sur les propriétés optiques de l'estuaire et du Golfe du Saint-Laurent qui sont caractérisées par un fort apport d'eau douce. L'objectif était de mieux connaître la variabilité spatiale et temporelle de ces propriétés afin de pouvoir exploiter convenablement les données des satellites de couleur de la mer tels que SeaWiFS et MODIS. La conférence va consister à présenter un survol du programme ainsi que des résultats accumulés depuis la fin des missions en mer.

Jeudi 11 Juin à 11h en salle Coriolis

Nicolas GRIMA (LPO, Brest)

Titre : Ariane : application numérique d'analyses lagrangiennes

Résumé : Ariane est une application numérique dédiée au calcul -offline- des lignes de courant des champs de vitesse 3D en sortie de modèles de circulation océanique. Ariane permet ainsi de décrire de façon lagrangienne la dynamique des masses d'eau de ces modèles. L'application est tout particulièrementadaptée aux sorties des modèles numériques OPA-NEMO, ROMS et Symphonie, mais s'ajuste simplement à tout autre modèle dont les équations sont basées sur la conservation des volumes d'eau (MITgcm, MPIgcm, MOM, etc).
Les trajectoires et transferts de masses sont calculés à partir du déplacement de multiples particules numériques. L'algorithme de l'application est rapide et précis, car il repose sur des calculs analytiques. Chaque segment de trajectoire respecte localement l'équation de continuité et la méthode permet des intégrations à rebours. L'application Ariane, sous licence CeCILL, est mise librement à disposition de toute la communauté scientifique (http://www.univ-brest.fr/lpo/ariane/).
L'exposé s'articulera de la façon suivante. Après une présentation descriptive de l'application Ariane, nous nous attacherons à décrire ses différentes facettes et possibilités à l'aide d'illustrations tirées de récents travaux scientifiques. Nous conclurons sur les perspectives envisagées pour Ariane, et sa connexion avec un outil de suivi océanique de structures cohérentes 3D: Waters.

Jeudi 4 Juin à 11h en salle Jules Verne

Thomas STIEGLITZ (James Cook University/Australian Institute of Marine Science, Townsville, Australia)

Titre : Submarine groundwater discharge : The hidden part of land-ocean interaction on the coast

Résumé : Worldwide, submarine groundwater discharge (SGD) is now recognized as an important pathway between the land and the sea, forming an integral part of the biogeochemical budget of the near-shore ocean and the water budget of coastal plains. For example, ongoing work in the Great Barrier Reef (GBR) region provides evidence for SGD to occur in a variety of hydrogeological settings, e.g. originating from unconfined and confined coastal aquifers, and including both terrestrial (fresh) groundwater and recirculated seawater fluxes.
An overview of methods to study SGD is presented, ranging from point flux measurements to methods integrating fluxes over various spatial and temporal scales such as geophysical techniques or radionuclide tracer approaches.
Examples for fresh SGD from a coastal fractured-rock aquifer along the Brazilian coastline and from a large sand dune system on Cape York Peninsula (Australia) are presented, as well as seawater recirculation through mangrove forests. Finally, the mixing of SGD and other coastal sources of freshwater in the coastal ocean is discussed, based on the distribution of naturally occurring radionuclides in the GBR lagoon.

MAI 2009

Mardi 26 Mai à 14h en salle Pyrénées

Monique MESSIE (MBARI, Monterey, USA)

Titre : Production primaire dans les écosystèmes d'upwelling de bord est : variabilité et contrôle

Résumé : Les écosystèmes d'upwelling de bord est (EBUEs) sont caractérisés par une production primaire élevée, stimulée par les fortes remontées verticales de nutriments à la côte causées par l'action des vents. Cependant, même si ces apports de nutriments expliquent en partie l'intensité et la variabilité de la production primaire, plusieurs études montrent que d'autres facteurs peuvent également jouer un rôle important, tels que la profondeur de la couche de mélange, les apports en fer ou l'activité mésoéchelle. L'objectif de cette étude est de déterminer si, et à quel point, les apports de nitrate sont le facteur-clé contrôlant la production primaire dans les quatre principaux systèmes d'upwelling de bord est (California, Pérou, Canaries et Benguela) à l'échelle saisonnière, et également de vérifier si les différences de production primaire entre EBUEs s'expliquent par des différences d'apports de nitrate. Pour cela, nous avons calculé le flux vertical de nitrate dans chaque EBUE en combinant un transport vertical calculé à partir des vents satellite QuickSCAT, avec la concentration en nitrate dans les eaux upwellées. Ce flux de nitrate est ensuite comparé aux valeurs de production primaire calculées à partir de SeaWiFS, afin de déterminer où et quand les remontées de nitrate contrôlent effectivement la production primaire. D'autres paramètres sont ensuite envisagés pour tenter de caractériser les variations saisonnières et latitudinales du contrôle de la production primaire dans chaque EBUE.

AVRIL 2009

Mardi 21 Avril à 11h en salle Pyrénées

Hafedh HAJJI (GlobOcean, Draguignan)

Titre : Présentation de la société GlobOcean: expertises en météo-océanographie

Plus de détails : http://www.globocean.fr/

Vendredi 3 Avril à 11h en salle Coriolis

Sylvain OUILLON (LEGOS/IRD)

Titre : Circulation et transport particulaire en zone côtière : l'exemple du lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie

Résumé : Le territoire de Nouvelle-Calédonie est le troisième producteur mondial de nickel et le lagon de Nouvelle-Calédonie le deuxième plus grand récif corallien au monde. Les métaux dissous et particulaires constituent une source potentielle de toxicité pour des écosystèmes particulièrement riches en biodiversité et fragiles. Dans ce contexte, l'IRD et le programme EC2CO-PNEC financent depuis de nombreuses années des travaux de recherche analysant le fonctionnement des écosystèmes coralliens côtiers soumis à la pression anthropique. Cette présentation dresse le bilan des travaux conduits entre 2000 et 2008 pour décrire la circulation et le transport particulaire dans le lagon et en analyser les processus. Le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie, autour de Nouméa, est la zone d'étude privilégiée. La première partie sera consacrée à l'hydrodynamique au sens large : variabilité spatio-temporelle de T et S, champs de courants issus d'un modèle 3D, temps de résidence des masses d'eau, flux d'eau et surcôte induits par le déferlement de la houle océanique sur le récif barrière, vagues de vent. La seconde partie décrira le transport de particules en suspension : sédimentologie, distribution et variabilité des MES (Matières En Suspension), granulométrie dans la colonne d'eau, érodabilité. Nous verrons que la cartographie des MES par télédétection optique (couleur de l'eau) peut être employée pour calibrer un modèle numérique de transport particulaire. L'influence des temps de résidence sur la bio-agrégation des particules sera mise en évidence. De manière générale, le transport de MES apparaît comme un trait d'union entre les études physiques, géochimiques et biologiques du lagon.

Travail mené en collaboration avec Pascal Douillet, Jean-Pierre Lefebvre, Aymeric Jouon, Pirl et al.

MARS 2009

Jeudi 5 Mars, 11h en salle Jules Verne

Sabrina SPEICH (LPO-Brest)

Titre : Dynamique océanique au sud de l'Afrique: enjeu pour l'environnement régional, la circulation océanique globale et le climat

Résumé :

FEVRIER 2009

Lundi 16 Février à 11h en salle Coriolis

Virginie GUEMAS (CNRM/LSCE)

Titre : Interactions entre les régimes de temps d’été et la surface océanique dans la région Europe-Atlantique Nord

Résumé : La variabilité intra-saisonnière de la circulation atmosphérique de grande échelle dans la région Europe-Nord Atlantique peut être représentée par des transitions entre quatre régimes de temps. Ces régimes de temps sont les états préférentiels de la circulation atmosphérique. Ils sont caractérisés par une persistance de quelques jours. Le régime de dépression Atlantique est dominé par une anomalie cyclonique couvrant l’océan Atlantique Nord au nord de 45°N. Le régime de blocage correspond à une anomalie anticyclonique centrée sur la péninsule Scandinave. Le régime de NAO (North Atlantic Oscillation) négative est constitué d’un dipôle d’anomalies de pression entre le Groenland et l’Europe du Nord. Le régime de dorsale Atlantique est caractérisé par une anomalie anticyclonique sur l’océan Atlantique Nord. Chacun de ces régimes de temps est associé à des vagues de chaleurs dans diverses régions d’Europe. Une meilleure compréhension des facteurs favorables ou défavorables à l’occurrence de ces régimes de temps permettrait donc d’améliorer les prévisions de vagues de chaleur.

Les travaux présentés analyseront plus particulièrement le rôle de l’océan Atlantique Nord dans le préconditionnement de chacun des régimes de temps. Pour étudier les interactions à l’échelle de temps journalière, un modèle d’océan 1d à haute résolution verticale (124 niveaux, 1m près de la surface) est forcé par les données de la réanalyse ERA40. La haute résolution permet d’optimiser la représentation des processus turbulents et de la stratification qui jouent un rôle clé dans l’évolution de la température à l’échelle de temps journalière. La simulation océanique produite est utilisée pour analyser l’impact de chacun des régimes de temps sur les anomalies de SST, à partir de composites. Puis une série de 5 expériences est produite en forçant le modèle d’atmosphère Arpège avec la climatologie de SST Reynolds, dans l’un des expériences ce qui constitue l’expérience de contrôle, puis en ajoutant à ce forçage les anomalies de SST associées aux 4 régimes de temps pour les 4 autres expériences. Pour chacune de ces 5 expériences, 50 étés sont simulés à partir de 50 conditions initiales différentes.

Ces expériences permettent de montrer que l’interaction avec la surface océanique produit un feedback positif sur le régime de Blocage, un feedback negatif sur le régime NAO-, et favorise la transition du régime de dorsale Atlantique vers le régime NAO- ainsi que du régime de dépression Atlantique vers le régime de Blocage.

JANVIER 2009

Mercredi 28 Janvier à 10h en salle Coriolis

Kostas Andreadis (University of Washington, Seattle, USA)

Titre : SWOT Virtual Mission: First Results

Résumé : The Surface Water Ocean Topography (SWOT) planned satellite mission will map water surfaces both horizontally and vertically at a high spatial resolution providing measurements of the temporal and spatial variability of surface water (rivers, lakes, reservoirs, wetlands) elevation. The instrument will measure water surface levels with a vertical accuracy on the order of centimeters when averaged over an area on the order of 1 km2 SWOT-derived slopes over reach lengths from 1 to 10 km will be accurate on the order of microradians. Both measured quantities depend to some degree on river widths; hence, a question arises as to where there is sufficient width to support an assimilation approach to retrieving discharge. In order to assess the characteristics of the rivers observed by SWOT a global river dataset is required, and is constructed by applying well-known geomorphic relationships to estimate these river properties on a global scale. From this information, in combination with proposed orbital tracks and mission specifications, we generated maps of which streams should be observable from SWOT given various width and discharge thresholds. Statistics regarding the predicted observable river discharge and channel morphology, as well as number of visits per repeat cycle, are also presented. In addition, two methods for estimating discharge from SWOT observations are presented: (1) direct estimation using Manning's equation, and (2) a data assimilation system using a coupled hydrologic-hydrodynamics model and the Ensemble Kalman Filter. The latter method is evaluated in a synthetic experiment, in which river depth and discharge are estimated by assimilating satellite water surface elevations. Furthermore, potential to estimate river roughness, width and bathymetry is demonstrated through synthetic experiments over the Ohio and Amazon River basins.

Lundi 26 Janvier à 14h en salle Jules Verne

Cyril Lathuilière (SHOM, Brest)

Titre : Échanges côte-large et propriétés biogéochimiques dans les régions d'upwelling de bord Est

Résumé : L'objectif général de cette étude est la compréhension de la variabilité des propriétés biogéochimiques dans les régions d'upwelling de bord Est. Ces régions sont marquées par un fort enrichissement en nutriments des eaux de surface qui permet une production phytoplanctonique intense. A l'aide d'estimations par satellite, les variations de la concentration en chlorophylle de surface sont analysées le long de la côte nord-ouest africaine et comparées aux forçages physiques de l'océan. L'extension vers le large de la bande côtière riche en phytoplancton est reliée à la présence en excès de nutriments apportés par l'upwelling côtier. D'autres mécanismes ont un impact sur la largeur de la bande côtière. En particulier, la dynamique de la mésoéchelle induit des échanges entre la côte et le large qui exportent vers le large les eaux côtières riches. Un modèle idéalisé d'upwelling côtier a été conçu pour étudier cet impact. A l'aide d'une paramétrisation du courant d'alimentation de l'upwelling, la circulation d'upwelling est reproduite de façon réaliste avec notamment la présence d'un jet côtier de surface et d'un sous-courant le long du talus. La comparaison d'une simulation résolvant la dynamique de mésoéchelle et d'une simulation ne reproduisant pas la circulation de mésoéchelle montre que la largeur de la bande côtière riche est fortement augmentée par la circulation de mésoéchelle et que le contenu global en phytoplancton est globalement réduit par celle-ci. Cette baisse est au moins en grande partie due à l'export de phytoplancton par des filaments de vitesse négative associés à la dynamique de mésoéchelle.

Lundi 26 Janvier à 11h en salle Coriolis

Achim Wirth (LEGI - Grenoble)

Titre : Convection non-traditionnelle

Résumé : Convection in a homogeneous ocean is investigated by numerically integrating the three dimensional Boussinesq equations in a tilted-rotating frame (f-F-plane) subject to a negative buoyancy flux (cooling) at the surface. The study focuses on determining the influence of the angle (tilt) between the axis of rotation and gravity on the convection process. To this end we vary two essential parameters: (i) the magnitude of the surface heat flux, and (ii) the angle (tilt) between the axis of rotation and gravity. The range of the parameters investigated is a subset of typical open ocean deep convection events. We demonstrate that when gravity and rotation vector are tilted with respect to each other: (i) the Taylor-Proudman-Poincare theorem leaves an imprint in theconvective structures, (ii) a horizontal mean circulation is established, (iii) the second order moments involving horizontal velocity components are considerably increased. Tilted rotation thus leaves a substantial imprint in the dynamics of ocean convection.

Jeudi 22 Janvier à 14h en salle Jules Verne

Xavier Capet (LPO Brest)

Titre : Activité turbulente de sous-mésoéchelle: phénoménologie et impact sur le fonctionnement de l'océan

Résumé : Les solutions numériques océaniques atteignent maintenant fréquemment des résolutions horizontales de l'ordre du kilomètre. Ces solutions apportent de nombreuses évidences d'une énergisation des courants turbulents de proche surface, à des échelles horizontales de l'ordre de 10-20 km et en dessous (autrement dit à la sous-mésoéchelle, c'est-à-dire à des échelles plus petites que le rayon de déformation interne), en lien avec une intensification très forte des fronts. Dans le détail, il existe une variété de processus qui interagissent et conditionnent le type de turbulence frontale à ces échelles. Il semble que les deux principaux d'entre eux soient la déformation par le champs turbulent de mésoéchelle et une instabilité de type barocline piégée dans la couche de mélange. Ces deux processus ont des effets distincts sur les flux horizontaux et verticaux de traceurs. Encore mal quantifiés, ces effets sont importants pour la dynamique et l'activité biogéochimique de l'océan.

Jeudi 8 janvier à 14h en salle Coriolis

Boris Dewitte (LEGOS)

Titre : ENSO modulation and warm pool decadal variability

Résumé : The source of the ENSO modulation, i.e. the change in ENSO properties and statistics at decadal timescale remains unclear. Whereas, some argue that ENSO is influenced by the oceanic and atmospheric variability of the mid-latitudes, others consider the tropical Pacific as a closed basin in which non-linear advection can provide energy to ENSO at low frequency. The difficulty for addressing such issue lies in part to the fact that the changes in thermocline depth at decadal timescales are weak. On the other hand, the changes in density in the vicinity of the thermocline in the warm pool region are significant. Here we used the SODA oceanic Reanalysis to document the warm pool variability at decadal timescale. It is shown that part of the subsurface variability in the warm pool corresponds to the linear response of the ocean to the wind forcing. It also exhibits an asymmetry that results from the ENSO non-linearity. It is suggested that the change in mean state as observed in the vicinity of the thermocline produces the ENSO asymmetry through the equatorial wave dynamics. A tropical mechanism for ENSO modulation is then proposed based on experiments from an hybrid coupled model. The model simulations conducted for the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change are also examined.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminaires 2008

by octavosd — last modified Dec 29, 2010 03:19 PM

Séminaires 2008

DECEMBRE 2008

Jeudi 11 décembre à 11h45 en salle Pyrénées

Ester Garcia (Université Autonome de Barcelone)

Titre : Radium isotopes as tracers of submarine groundwater discharge in the coastal zone

Résumé : Submarine groundwater discharge (SGD) is defined as any flow of water at continental margins from the seabed to the coastal ocean, regardless of fluid composition or driving force. The flux of submarine groundwater discharge has been hypothesized to be an important vehicle for the delivery of nutrients, carbon and metals to the sea. Direct measurements of SGD are commonly not feasible due to the spatial variability of the flow, what has led to the development of indirect tools for the SGD assessment. One of the successfully applied techniques is based on the four naturally occurring radium isotopes (223Ra, 224Ra, 226Ra and 228Ra), which are enriched in groundwater compared to surface waters. I will present results of our work in two Mediterranean sites: the northern Venice Lagoon and a small karstic cove in the Minorca Island (Balearic Archipelago). We estimate the submarine groundwater flux from radium mass balances, accounting for the potential sources of radium in the coastal area. The estimated magnitude of SGD in the marshland of the Venice Lagoon ranged from 1x109 to 6x109 L·d-1 and is of the same order of magnitude than the overall riverine input to the lagoon (3x109 L·d-1). A major fraction of this SGD flux is likely recirculated seawater through the marsh. In the Minorca cove, the SGD flux is channelized via submarine springs and forms a thin and shallow layer of brackish groundwater moving offshore. The radium quartet proxy allowed us to estimate the SGD flux in 4x105 L·d-1, from which about 70% is fresh water. Fresh SGD fluxes of NO3 , SiO4 and PO4 were estimated in 18.000, 1140 and 4 microM·m-2 ·d-1, respectively, and are suggested to be responsible of phytoplankton proliferations in the cove.

Mardi 9 décembre à 11h en salle Coriolis

Vincent Taillandier (Observatoire de Villefranche-sur-Mer)

Titre : Analyse de données Lagrangiennes pour l'étude de circulations régionales en Méditerranée

Résumé : Cette présentation reporte l'analyse de différents jeux de données in-situ à partir d'une approche variationnelle d'assimilation de données. Ce travail a été motivé par les développements récents dans un contexte régional et opérationnel de l´observation Lagrangienne. Il s´agit de l´avènement des profileurs Argo dont les trajectoires fournissent une description de la circulation en subsurface. Il s´agit aussi de l´accroissement des déploiements de bouées dérivantes, mis en œuvre lors d´exercices «Marine Rapid Environmental Assessment » pour le monitorage de nappes polluantes, les sauvetages en mer... Il s´agit enfin du développement d´instrumentations nouvelles telles que les gliders. Dans ce travail, de tels jeux de données ont permis d'estimer l´activité de méso-échelle de bassins Méditérranéens, ainsi que celle induite par les instabilités de courants côtiers. Ces analyses ont permis ainsi de décrire de manière synoptique une circulation régionale (exemple du bassin Nord-Occidental), d'évaluer la dispersion vers le large à travers méandres et tourbillons des eaux côtières (exemples en Mer Adriatique et sur le Golfe du Lion), ou des eaux Atlantiques (exemple le long de la pente continentale Libyo-Egyptienne).

NOVEMBRE 2008

Jeudi 27 Novembre à 11h en salle Jules Verne

Clément de Boyer Montegut (IFREMER)

Titre : Mécanismes de la variabilité saisonnière et interannuelle de la SST dans l'upwelling de Somalie

Résumé : Summer upwelling SST off the coasts of Somalia has been shown to have an important role in the interannual variability of the monsoon precipitations along the Indian western ghats (Izumo et al., 2008). Here we use a new version of the SINTEX-F coupled model to investigate the interannual variability of the mixed layer heat budget in the Somalia upwelling region. This approach with a CGCM guarantees a closed heat budget whereas OGCM only may present some limitations when dealing with SST damping terms especially (de Boyer Montégut et al., 2007). From analysis of interannual variability of surface heat budget, we can see that strong SST anomalies are linked to subsurface processes (due to upwelling). However, horizontal advection from the south always counteract the latter effect, while atmospheric term can be both opposite or of the same sign as subsurface term. We will discuss these results in the frame of the highly dynamical environment of the Somalia current system (Southern Gyre, Great Whirl, cold wedges).

Jeudi 20 Novembre à 11h en salle Jules Verne

Ming Feng (CSIRO Marine and Atmospheric Research, Australia)

Titre : The Leeuwin Current in the southeast Indian Ocean

Résumé : Ocean circulation off the west coast of Australia is dominated by the anomalous, poleward-flowing eastern boundary current, the Leeuwin Current. The Leeuwin Current has the strongest eddy energy and net air-sea heat loss among the mid-latitude eastern boundary current systems. The ENSO related upper ocean variations propagate poleward as coastally-trapped waves along the northwest to west coast of Australia. The Leeuwin Current, its eddy field, and the air-sea latent heat flux in the region all respond to ENSO variability, being strong during the La Niña years and weak during the El Niño years. The longer term variability in the tropical Pacific also influences the Leeuwin Current and a long term model simulation has suggested that the weakening trade winds in the Pacific since 1970’s has induced a reduction of the Leeuwin Current transport by almost 30%. Marine biology and fisheries recruitments off the coast are sensitive to the Leeuwin Current variability, thus it is vital to understand the Leeuwin Current dynamics on different time scales, in order to improve the ability to manage the marine ecosystem off the west coast of Australia.

Jeudi 13 Novembre à 14h en salle Coriolis

Julien Jouanno (CLS)

Titre : Energy sources of the mesoscale variability in the Caribbean Sea

Résumé : I argue that marine radiogenic isotope records tell us more about the changing surface of our planet rather than reflecting the balance between continental and submarine hydrothermal inputs to the ocean. Based on observed correlations between the isotope composition of river water and present surface geology, inversions of marine records of Sr and Nd suggest that the eroding continental surface in the early Paleozoic was much older than today. The ensuing rejuvenation of the eroding continental surface lasted into the Jurassic and was followed by an aging that continued into the present.

Jeudi 6 Novembre à 11h en salle Coriolis

Bernhard Peucker-Ehrenbrink (Woods Hole Oceanographic Institution, MA, USA)

Titre : Seawater Sr, Os and Nd Isotope records – What do they tell us about the evolving continental crust?

Résumé : The circulation in the Caribbean Sea is investigated using a two-way nested high resolution configuration of the NEMO-AGRIF primitive equation model that includes the North Atlantic (1/3 degree) and Intra-Americas Sea (1/15 degree resolution). Consistent with altimetry data, the simulations show a westward growth of baroclinic eddies with maxima of variability in the Colombia Basin. The mesoscale variability presents a westward shift from periods of 50 days near the Lesser Antilles to periods of 100 days in the Cayman Basin associated with the growth and merging of eddies. Energy diagnostics suggest that baroclinic instability is the dominant mechanism controlling the variability in the Venezuela/Colombia Basins whereas in the Cayman Basin, barotropic instability is more important. It is shown that the role of the North Brazil Current (NBC) rings is mostly to act as a finite perturbation for the instability of the mean flow. Their presence near the Lesser Antilles is ubiquitous and they appear to be linked with most of the Caribbean eddies. There are also some evidences that the frequency at which the Caribbean eddies form near the Grenada Passage is influenced by the frequency at which the NBC rings impinge the Lesser Antilles. But large Caribbean eddies also form without a close influence of any ring, and comparison between simulations shows that mean eddy kinetic energy and eddy population in the Caribbean Sea are not substantially different in absence or presence of NBC rings: their presence is not a necessary condition for the generation and growth of the Caribbean eddies.

OCTOBRE 2008

Vendredi 31 Octobre à 11h en salle Coriolis

Ariane Koch-Larrouy (Post-doc au LEGOS)

Titre : I. Tidal mixing in the Indonesian Seas and its effect on the tropical climate system II. A proposed cruise to measure this mixing

Résumé : The sensitivity of the tropical climate to tidal mixing in the Indonesian Archipelago (IA) is investigated using a coupled general circulation model. It is shown that the introduction of tidal mixing considerably improves water masses properties in the IA, generating fresh and cold anomalies in the thermocline and salty and cold anomalies at the surface. The subsurface fresh anomalies are advected in the Indian Ocean thermocline and ultimately surface to freshen the western part of the basin whereas surface salty anomalies are advected in the Leuwin current to salt waters along the Australian coast. The ~0.5°C surface cooling in the IA reduces by 20% the overlying deep convection. This improves both the amount and structure of the rainfall and weakens the wind convergence over the IA, relaxes the equatorial Pacific trade winds and strengthens the winds along Java coast. These wind changes causes the thermocline to be deeper in the eastern equatorial Pacific and shallower in the eastern Indian Ocean. The El Nino Southern Oscillation (ENSO) amplitude is therefore slightly reduced while the Indian Ocean Dipole/Zonal Mode (IODZM) variability increases. IODZM precursors, related to ENSO events the preceding winter in this model, are also shown to be more efficient in promoting an IODZM thanks to an enhanced wind/thermocline coupling. Changes in the coupled system in response tidal mixing are as large as those found when closing the Indonesian Throughflow, emphasizing the key role of IA on the Indo-Pacific climate. In this context, measurements of the tidal vertical mixing in the IA are required, and still unavailable. We propose to lead a cruise INDOMIX in the late 2010 to make the first microstructure measurements in strong internal tidal generation regions.

Jeudi 16 Octobre à 14h en salle Pyrénées

Clothilde Langlais (Post-doc au CSIRO, Australie)

Titre : Hide and seek with the Antarctic fronts in an eddy resolving model

Résumé : The Bluelink Ocean ReAnalysis (BRAN) is part of a global short-range operational forecasting system (http://www.bom.gov.au/oceanography/projects/BLUElink/index.html). BRAN an integral view of the ocean dynamics in the Asian-Australian region for the period October 1992 to June 2004. The global eddy-resolving ocean circulation model is based on version 4.0 of the Modular Ocean Model (Griffies et al., 2004) with a 1/10° horizontal resolution around Australia (90-180°E, 16°N-75°S) decreasing until 2° in the North Atlantic Ocean and 47 vertical levels. The atmospheric forcing is provided every 6 hours by the ERA40 reanalysis of ECMWF. All available remotely sensed and in-situ observations in the region are assimilated: altimetric sea level anomaly, satellite SST, coastal tide gauges and quality-controlled in situ temperature and salinity profiles from a range of sources including field surveys and the Argo float array. In the Southern Ocean, circumpolar density fronts constitute robust and continuous features which are associated with the jets of the Antarctic Circumpolar Current (ACC).Those fronts are very persistent and coincide with particular water mass features. However, the multiple jets of the ACC are often shown to merge and diverge and change in intensity across the Australian sector, mainly due to interactions with topography. Sokolov and Rintoul (2007) reconciled the two disparate views and showed that alignment between the multiple branches and the streamlines persist and is robust, surviving despite vigorous interactions between the mean flow, eddy field and topography. Following this description, we will evaluate the complex structure of the Southern Ocean in the BRAN reanalysis.

Jeudi 9 Octobre à 11h, salle Jules Verne

Aurélien Ponte (étudiant en thèse à la Scripps Institution of Oceanography, San Diego, USA)

Titre : Circulation forcée par le vent dans les bassins côtiers de densité homogène

Résumé : La réponse forcée par le vent dans les bassins côtiers de densité homogène (estuaires ou grands étangs) est décrite grâce à des observations et un modèle idéalisé. L'objectif est d'illustrer la différence fondamentale de réponse entre les bassins moins profonds qu'une épaisseur de couche d'Ekman et ceux plus profonds. Le courant forcé dans des baies peu profondes est le résultat d'un équilibre entre l'effet direct du vent et celui des pentes de niveau d'eau. Cet équilibre est fonction de la bathymétrie de la baie. Dans les baies plus profondes, l'effet de la rotation de la Terre et la dépendance en fréquence de la réponse modifie fondamentalement la nature de l'équilibre, et compliquent la situation. Les données disponibles dans ce cas limitent la description de la réponse à la bande de fréquence diurne et posent le défi de la séparation entre effet dû au vent et effet dû à la marée.

Jeudi 2 Octobre à 11h, salle Pyrénées (LMTG),

Andreas Klocker (CSIRO, Australie)

Titre : Quantifying the consequences of the nonlinear equation of state – what errors do we make by assuming it to be linear?

Résumé : The nonlinear equation of state causes a variety of processes leading to the transformation of water masses. It also stops us from constructing well-defined density surfaces which we can use to describe ocean circulation. Several of these processes have been known for a long time but have never been quantified to estimate their importance compared to other physical processes in the ocean. Here we show how to construct an optimized approximately neutral surface which is as close as possible to describing the trajectories along which fluid particles move. Even though this surface can not be perfectly neutral at every point, it is very close to the neutral direction. We will quantify the residual error and compare it to the error made when using different density variables. We then use these surfaces to quantify other processes caused by the nonlinear equation of state. Over the last decades many oceanographers have been searching for the 'missing' mixing to return dense water masses back to the surface. A linear equation of state has been used to calculate the amount of turbulent mixing which is needed to return these water masses to the surface and recently oceanographers have been looking for regions of increased turbulent mixing and other processes to do so. But how much 'missing' mixing do we need if we account for the nonlinear equation of state and the physical processes it causes?

SEPTEMBRE 2008

Jeudi 25 Septembre 2008 à 11h, Salle Coriolis,

Ben Galton-Fenzi (bkgalton@utas.edu.au, Univ de Tasmanie Hobart, Australie)

Titre : Frazil ice beneath ice shelves in a three-dimensional ocean model

Résumé : Preliminary results are presented of numerical simulations of frazil ice formation and motion beneath ice shelves. The study used the Regional Ocean Modelling System (ROMS) specifically adapted to simulate the ocean circulation, basal melt/freeze and frazil crystal dynamics and precipitation beneath ice shelves. ROMS is a stretched sigma-coordinate, three-dimensional, primitive equation hydrodynamic ocean model. A brief overview of the ocean model and basal boundary conditions are given before discussing the implementation of frazil ice. In the model, frazil ice that is suspended in the water column is transported, like other conservative tracers (e.g. temperature and salinity), by solving the advection-diffusion equation with two additional terms. These terms are for (1) vertical settling, and (2) sources or sinks due to melting and freezing, and secondary nucleation and precipitation. Results from simulations using simplified cavities show the formation of frazil ice due to supercooled water created in the layer adjacent to the ice shelf base. The supercooling is initiated when buoyant water that is created through basal ice-ocean interaction begins to rise. Frazil ice laden water is initially formed near the ice shelf base but can become detached and move deeper where the frazil ice then melts. Simulations that include an open ocean show that large concentrations of frazil ice can form in the surface layer. The water properties beneath ice shelves and basal melt/freeze are shown to be strongly modified by the presence of frazil ice when compared to models without frazil ice.

Lundi 22 Septembre 2008 à 14h30, Salle Coriolis,

Irina Sakova (Irina.Sakova@csiro.au, Univ de Tasmanie Hobart, Australie et NERC Oslo, Norvège)

Titre : Low-frequency variability in the Indian Ocean. 18-month signal and its connection with Indian Ocean Dipole mode.

Résumé : The dominant frequency bands in altimeter sea surface height (SSH) variability over the whole Indian Ocean and in temperature profiles near the Sumatra-Java coast are identified and analysed using spectral analysis techniques. We find that in most regions of the Indian Ocean, the low-frequency part of the SSH spectra (corresponding to signals with periods more than six months) is concentrated in five frequency bands separated by substantial spectral gaps: semi-annual, annual, 18-20 months, ~3 years, and 4-7 years. The existence of semi-annual, annual, 2-3-year and 4-7-year periodical signals is well known; however, the 18-20-month signal has been described only recently. This talk highlights the temporal/spatial distributions of altimetry signal in each frequency band. Further investigation of temporal and spatial characteristics of 18-month and 3-year signals points to their connection with the Indian Ocean Dipole events. We consider the Indian Ocean Dipole events as a result of interference of two continuous processes rather than a triggered event. Possible use of this interpretation for better prediction of IOD is considered on example of 2006 event.

JUIN 2008

Jeudi 26 Juin à 11h en salle Jules Verne,

Paulina Lopez (Maison des Sciences de l’eau, Montpellier – IRD, UR Great ICE)

Titre : IMPACT DE LA VARIABILITE CLIMATIQUE SUR LA CRYOSPHERE DU CAMPO DE HIELO NORTE : APPORT DE LA TELEDETECTION

Résumé : Ce travail de recherche est centré sur le Campo de Hielo Norte (CHN, 4200 km²), important champ de glace d’Amérique du Sud avec le Campo de Hielo Sur (CHS, 13 000 km²) et la Cordillère Darwin (CD, 2300 km²). Elle mobilise la télédétection pour mieux caractériser et comprendre les fluctuations de longueur des glaciers qui ne peuvent là bas être appréciées par mesures régulières in situ. Nous mesurons d’abord sur 60 ans (1945-2005) les fluctuations de 72 glaciers répartis sur les 3 sites : la tendance générale est nettement au recul (plus prononcé en CHS, plus modéré en CD) avec pour le CHN des variations plus importantes à l’ouest. Pour cerner les facteurs climatiques locaux influençant ces mouvements, nous mesurons ensuite les fluctuations de surfaces enneigées du CHN entre mars 2000 et février 2006. Nous tentons enfin d’évaluer dans quelle mesure les variations de débit d’une rivière d’origine glacière (le Rio Nef) peut représenter les volumes de fonte d’un glacier du CHN (le Nef).

Mercredi 25 Juin à 12h30

Gilles Bellon (Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University, en visite au CNRM)

Titre : L'épanouissement au mid Brunhes (moins 400 000 ans à moins 600 0000 ans) des barrières récifales et plates-formes carbonatées: influence globale sur les carbonates océaniques et le CO2 atmosphérique

Résumé : Les barrières récifales et plates-formes carbonatées se développent particulièrement durant les périodes de transgression et hauts niveaux de la mer, tel que l'intervalle du milieu du Brunhes (Marine Isotope Stages 15 to 11 - ~ 600,000 - 400,000 années). Cet intervalle durant lequel les barrières récifales modernes (Grande Barrière d'Australie, de Nouvelle Calédonie, Florida Keys, de Belize) et la plate forme des Bahamas, ont succédé a un long intervalle (2.7 - 0.65 Ma) d'accroissement du volume des calottes polaires en Antarctique dans l'Hémisphère Nord (baisse continuelle du niveau des océans). La formation et le stockage rapide de grands volumes de carbonatesdans ces barrières coralliennes expliquent les dissolutions globales contemporaines des carbonates accumulés dans les océans profonds(de - 500 m. aux profondeurs abyssales) et peut-être l'accroissement du CO2 atmosphérique de 30 ppm observé entre le début et le milieu du Brunhes.

Mercredi 18 Juin à 14h en salle Pyrénées

Gildas Cambon (LEGOS)

Titre : Étude numérique de la mer d'Iroise : Dynamique, Variabilité du front d'Ouessant et Évaluation des échanges cross-frontaux

Résumé : Cette thèse s'insère dans un cadre de modélisation réaliste (modèle ROMS) et s'articule selon 5 parties. Les deux premières parties concernent la mise en oeuvre de la maquette Iroise ainsi que sa validation par rapport à des observations. Il s'agissait en effet de reproduire une année particulière, l'année 2003 en l’occurrence, et de valider la solution obtenue. L'analyse de la simulation de référence est ensuite menée, l'accent est mis sur l'analyse des processus principaux en Iroise : le front d'Ouessant et les circulations résiduelles intenses rencontrées. Les processus de stratification rencontrés sont interprétés en terme de séparation de couches de mélange de fond et de surface et nous avons cherché à quantifier la part relative des différents processus régissant la circulation résiduelle eulérienne dans la zone Iroise. Nous avons ensuite identifié et cartographié les différents régimes dynamiques présents en Mer d'Iroise et effectué une décomposition du bilan de chaleur permettant de mettre en évidence les rôles respectifs des flux de chaleur de surface par rapport aux flux de chaleur advectifs dans cette zone de forts courants de marée. Pour ces travaux, des bilans « on line » de quantité de mouvement et de température ont été effectués, permettant ainsi de diagnostiquer l'importance relative des différents termes des équations (traceurs et quantité de mouvement). Du point de vue dynamique, on observe ainsi des régimes cyclostrophiques autour des îles de Sein et d’Ouessant, au niveau du front, en printemps et en été, le régime géostrophique apparaît nettement, surtout dans le sud-ouest de l’île de Sein. Au large, dans la plus grande partie du domaine, les différents termes (advection, coriolis, gradient de pression et mélange vertical) interviennent de manière équivalente. L’analyse et la décomposition du bilan de chaleur indique, quant à elle, que les flux air-mer dominent nettement le bilan de chaleur bien le gain net de chaleur subissent une modulation haute fréquence marquée (cycle mortes-eaux/vives-eaux) par les flux advectifs. Apres s’être intéressé aux comportements généraux de la mer d’Iroise, nous nous attachons à évaluer la variabilité du front d’Ouessant, sur la base des travaux de Mariette et al. (1983, 1985 ). Pour cela, un paramètre diagnostic du front a été établi et le rôle de différents forçages externes (flux air-mer et tidaux) sur cette variabilité sont mis en relief grâce à des expériences de sensibilité. Enfin, la dernière partie thèse concerne l’évaluation des échanges cross-frontaux en Mer d’Iroise, et plus précisément la quantification des échanges s’effectuant depuis la zone homogène peu profonde vers la zone stratifiée plus au large. Pour cela, l’outil de suivi lagrangien ARIANE a été utilisé (Blanke et al, 1991, 2001) et adapté à notre étude et après analyses des premiers résultats, il semble que ces échanges de masse cross-frontaux s’effectuent selon des ‘canaux’ privilégiés de latitude. La méthodologie mise en place apparaît ainsi robuste et ces travaux semblent prometteurs néanmoins, ils restent encore préliminaires et demandent à être confirmés.

Vendredi 6 Juin à 14h en salle Coriolis

C. Roberto Mechoso (UCLA, USA)

Titre : Clouds and Upwelling Along the Pacific Coast of South America

Résumé : The Pacific coasts of Peru and Chile are characterized by persistent and extended decks of stratocumulus clouds above very cold waters. It has long been recognized that this climate is maintained by atmosphere-ocean interactions: clouds cool the ocean surface, which in turn promote the clouds. Recent observations have posed fundamental questions on the mechanisms at work for the interactions. It is shown that synoptic ocean eddies generated in the coastal upwelling regions play an important role in maintaining the cold SSTs. Satellite altimetry has provided crucial information on the eddy generation and behavior.

Avril 2008

Mardi 08 Avril à 9h30 en salle Jules Verne

Séminaire des doctorants de 1ère année du LEGOS (2ème partie)

Le lundi 31 mars à 11h salle Coriolis

première : séminaire des doctorants de première année du LEGOS (1er partie)

Ordre de passage :

- Elodie Gutknecht :
"Interactions côtier/large dans l'océan Atlantique Sud (Système de l'upwelling du Benguela) par utilisation de données satellites (couleur de l'eau, altimétrie) et de modélisation couplée physique/biogéochimique" (Encadrant: Isabelle Dadou);

- Luciano Xavier :
"Intégration de données GRACE dans la modélisation hydrologique de grands bassins de l'Amérique du Sud" (Encadrants: Rotunno Correa (UFRJ, Brésil), Anny Cazenave, M.P. Bonnet(IRD));

- Julien Boucharel :
"Dynamique du système de Humboldt : liaisons de la dynamique équatoriale avec la dynamique locale" (Encadrants: Yves du Penhoat, Gérard Eldin );

Chaque présentation dure à peu près 10 minutes, suivie de 5 minutes de questions.

Le jeudi 03 avril à 14h, salle Coriolis

Ariane Koch-Larrouy (post-doctorante au LEGOS)

Sujet : "Transformation des masses d'eau dans les détroits indonésiens"

Résumé: L'objectif de ce travail est de déterminer, de représenter et de quantifier les processus responsables de la très forte transformation des masses d'eau dans les mers indonésiennes. L'approche consiste à utiliser un modèle de circulation générale océanique forcé, en constante comparaison avec les observations. La première étape est de reproduire correctement la région indonésienne. Pour cela, des modifications de bathymétrie seront nécessaires pour avoir une bonne répartition des transports. Le développement d'une nouvelle paramamétrisation fondée sur des considérations physiques et contrainte par l'énergie de la marée interne, permet de reproduire les masses d'eau dans chacun des sous-bassins des mers indonésiennes en bon accord avec les observations. Elle génère un mélange intense dans la thermocline dont l'intensité moyenne est très comparable à celle estimée à partir des observations. Cette simulation et l'utilisation conjointe de diagnostiques complémentaires très puissants ont permis de quantifier la transformation des masses d'eau. Cette solution a été confrontée aux observations afin de fournir de nouvelles explications permettant d'interpréter les observations.Il est montré que la marée joue un rôle dominant dans cette transformation. Elle est responsable de flux diapycnaux très intenses seuls capables de reproduire la langue d'eau froide et douce dans la hermocline, caractéristique de l'eau indonésienne dans l'Océan Indien. Ce mélange intense dans la thermocline rétroagit sur le forçage et permet à l'océan d'absorber deux fois plus de chaleur (20 W/m2). Cette analyse change donc la vision classique de la région indonésienne comme étant seulement une région de transformation laissant passer la route chaude de la circulation thermohaline. Elle la présente comme une région de forte formation-transformation par son action sur le forçage qui est intégré dans la thermocline et où la branche chaude de la circulation thermohaline est fortement affectée par ces remontées d'eau froide. Finalement, la transformation est étudiée le long des trajectoires de l'ITF et les eaux formées sont reliées à leur origine avec une quantification des échanges de sel et de température. Le tiers du mélange de l'archipel indonésien affecte les recirculations de l'Océan Pacifique. La transformation indonésienne est donc vue pour la première fois comme influençant les eaux qui retournent dans le SEC du Pacifique. Pour l'ITF, trois nouvelles interprétations possibles des observations sont proposées. Les eaux de Java sont fondamentales dans le bilan de sel de la transformation, le mélange vertical est un acteur dominant pour former l'eau de salinité homogène que l'on pensait formée par mélange isopycnal, enfin, ce dernier permet aussi d'expliquer l'érosion de sel des eaux de la thermocline du Pacifique Sud sans justifier l'apport d'eau moins salée de Makassar. Finalement, la marée a été introduite dans un modèle couplé car elle crée des anomalies de surface au dessus du continent maritime, moteur de la circulation atmosphérique. Les résultats montrent une amélioration de l'état moyen et un changement des liens Pacifique/Indien.

Mars 2008

Le mardi 18 mars à 11h en salle Coriolis,

Alexandre Ganachaud (LEGOS IRD Nouméa)

Sujet :"Circulation dans l'océan Pacifique sud-ouest et SPICE: jets et transports entre la Nouvelle-Calédonie et les Vanuatu."

Résumé: Une série de campagnes a été effectuée entre la Nouvelle-Calédonie, les Vanuatu et les Iles Salomon pour étudier l'alimentation en eaux chaudes de l'Océan Pacifique Sud-Ouest par le Courant Equatorial Sud qui traverse le bassin d'est en ouest. Ces eaux alimentant les eauxéquatoriales en passant par les courants de bord ouest, elles ont un rôle potentiellement important dans le système climatique. Les analyses de la seconde campagne à partir d'un modèle inverse seront présentées, ainsi que les principaux éléments du programme SPICE.

Le vendredi 14 mars à 11h salle Jules Verne

Gilles Bellon (Applied Physics and Applied Mathematics, Columbia University, en visite au CNRM)

Sujet : VARIABILITE INTRASAISONNIERE DE LA MOUSSON ASIATIQUE : MECANISMES ATMOSPHERIQUES ET ROLE DU COUPLAGE OCEAN-ATMOSPHERE

Résumé : Le principal mode de variabilité intrasaisonnière de la mousson asiatique consiste en une migration de la zone de convergence intertropicale de l'équateur à 20°N tous les 30 à 60 jours. Un modèle de complexité intermédiaire, qui s'avère capable simuler un analogue de ce mode, est utilisé pour comprendre ses principaux mécanismes. L'instabilité de la circulation moyenne de mousson et la sélection d'échelle semblent résulter de l'influence de la circulation moyenne barocline et des flux de surface. Le couplage océan-atmosphère a un rôle modulateur, avec une forte
dominance des effets des vents en surface sur la température de surface de l'océan et la profondeur de la couche mélangée.

Fevrier 2008

Mardi 26 février à 11h salle Coriolis

Thierry Penduff (LEGI - CNRS, Grenoble)

Sujet : "Evaluation quantitative de 4 simulations globales DRAKKAR 1958-2004. Impact de la résolution".

Résumé: "Le groupe Drakkar a realisé une hiérarchie de simulations globales océan-banquise a résolution croissante (2°, 1°, 1/2°, 1/4°) sur la période 1958-2004. Ces simulations sont forcées via des formules bulk par la même fonction de forçage, synthèse de réanalyses atmosphériques et de flux observés. Des équivalents "simulés" des cartes hebdomadaires altimétriques (SLA AVISO 1993-2004) et de température de surface (SST Reynolds 1981-2004), et des profils hydrographiques instantanés (T,S ENACT/ENSEMBLES 1958-2004) sont alors produits à l'échelle globale par collocalisation spatio-temporelle. Les biais de chaque simulation et l'impact de la résolution sur ces biais sont alors quantitifés au regard de ces observations synoptiques au moyen de métriques originales: intensité, phase, corrélation, et modes spatio-temporels de la variabilité de surface par gammes d'échelles de temps et d'espace (SLA); structure spatiale et temporelle des biais thermohalins et des caractéristiques de la couche de mélange de surface (ARGO), etc. La résolution améliore progressivement le réalisme des états moyens et de la variabilité saisonnière à interannuelle simulés, avec des "seuils" différents. Nous montrons comment la résolution rend plus réaliste les échelles de temps de la réponse océanique au forçage atmosphérique, et qu'elle tend à intensifier la variabilité basse fréquence intrinsèque, probablement induite par l'intensification des non-linéarités. Nous presenterons par ailleurs quelques estimations, issues du run DRAKKAR 1/4°, de l'erreur d'echantillonnage du reseau ARGO sur les caracteristiques de la couche de melange a l'echelle globale."

le jeudi 14 février 2008 à 14h30 en salle Coriolis

Benoit Legrésy, Pascal Lacroix et Laurent Testut (chercheurs au LEGOS)

sujet : Retour sur les missions en Antarctique de la saison 2007-2008

Résumé: Cet été austral à vu partir différents chercheurs du legos vers le continent antarctique. 2 missions scientifiques avaient pour but d'étudier la dynamique de la calotte polaire: La mission CRAC-ICE a permis d'installer un réseau de GPS permanents sur la langue de glace du glacier Mertz (Terre Adélie), alors qu'une mission effectuée à la base Concordia (dome C) a permis d'enterrer des coins reflecteurs visibles sur les images radar.
Enfin la campagne océanographique et marégraphique NIVMER s'est déroulée autour de Dumont D'Urville (Terre Adélie).
Ce séminaire est un témoignagne et un compte-rendu en image de ces 3 missions.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminaires 2007

by octavosd — last modified Dec 29, 2010 03:19 PM

Séminaires 2007

Novembre 2007

Mercredi 07 novembre à 11h en Jules Verne

Sang-Wook Yeh (Korea Ocean Research Development & Institute, ANSAN, Korea)

Sujet : "Understanding on the ENSO modulation"

Résumé: Recent studies have shown that there is considerable observational evidence that the low-frequency modulation of El Niño and the Southern Oscillation (ENSO) are part of the natural variability of the tropical Pacific. The current literature includes a number of studies proposing mechanisms for the modulation of ENSO, however, it is still an open question as to which mechanism is responsible for that. Furthermore, the strong El Niños of 1982/1983 and 1997/1998 along with the more frequent occurrences of El Niño during the past few decades has raised the question of whether human-induced ‘greenhouse' warming impacts ENSO frequency and amplitude. In this presentation, we introduce an interactive ensemble model which consists of multiple AGCMs coupled to a single OGCM. The interactive ensemble approach provides an ideal test bed to examine the processes that maintain the ENSO modulation in terms of atmospheric noise. Furthermore, we will discuss the changes in ENSO amplitude in climate change projections using four climate system models. Our result indicates that the understanding of changes in ENSO statistics among various climate change projections is highly dependent on which regimes the model ENSO resides in.

Octobre 2007

Vendredi 19 octobre à 11h en salle Coriolis

Francesco d'Ovidio (Laboratoire de Météorologie Dynamique de Paris)
sujet : "Detecting submesoscale structures from mesoscale surface current datasets"

mercredi 10 octobre à 11h en salle Jules Verne

Neal W. Young (Antarctic Climate & Ecosystems Cooperative Research Centre, Australian Antarctic Division, Hobart, Australia) donnera un séminaire (en anglais)

sujet : Iceberg in the Southern Ocean - - Progress towards an IPY census

Résumé: Icebergs calve from the margins of the Antarctic ice cover, drift with the ocean currents and thus transport fresh water away from the continent. Melting of those icebergs injects fresh water into the near-surface layer of the ocean. The bergs tend to drift along preferred paths, which means that the spatial distribution of the melt input to the near surface layer of the ocean is far from uniform. The addition of the melt reinforces the weak stratification of this layer. The episodic nature of calving events, and of the break-up of icebergs, introduces a strong temporal variability to these iceberg related processes. But the spatial and temporal variability is poorly known. New data sets and new satellite systems, plus global acquisition programs provide opportunities to undertake a census of icebergs in the Southern Ocean (an IPY project) and to make progress on assessing the spatial and temporal character of the iceberg population and its melt input to the ocean. A survey of the population of icebergs around the whole of the Antarctic coastline has been made using a mosaic of Radarsat synthetic aperture radar images from RAMP (Radarsat Antarctic Mapping Program) mission. The spatial distribution, abundance, and size characteristics of the iceberg population are representative of a single epoch corresponding to the time of image acquisition by Radarsat in Sep-Oct 1997. A total of 36,900 separate icebergs were observed with sizes ranging from a fraction of a square kilometre to thousands of square kilometres within a region out to 150 km from the Antarctic coast. The motion of icebergs is determined from time series of radar images. These images are generated from data collected on multiple passes of a system, and are produced at various resolutions dependent on the instrument used to acquire the data. The “background mission” of the ENVISAT ASAR instrument using either Global Monitoring or Wide Swath Imaging modes provides excellent cover of the sea ice zone. On the other hand, some bergs drift to mid-latitudes, well beyond this zone. Results from the preparatory phase of this IPY (International Polar Year) project are presented on distribution of icebergs in the Southern Ocean, and the drift behaviour of those icebergs.

Juillet 2007

Mercredi 11 juillet à 11h en salle Coriolis,

Claire Perigaud (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California)

sujet : "Rôle des variations lentes de niveau oceanique Pacifique-Indien et des coups de vent/pluie sur la variabilite tropicale intrasaisonniere à interannuelle"

Résumé : A l'aide d'un modèle couplé d'atmosphère avec l'océan Pacifique tropical, nous avons montré que les évenements El Nino observés depuis 1980 se sont developés ou non en fonction de la combinaison de coups de vent avec les recharges lentes (sur ~10 ans) de l'océan/atmosphère tropical Pacifique Nord, Sud, et Indien. En particulier le modèle montre la sensibilité d'ENSO à la difference centimétrique monitorée par les données altimetriques (TPJE) depuis 1992. Coté Indien, le role de l'océan dans le climat met en oeuvre des processus d'interaction d'échelles dans le temps encore plus variées. En effet, la forme du bassin Indien est telle que l'océan résonne à 180 jours ainsi qu'aux harmoniques 90 et 60 jours. Ces pics de variabilité sont trouvés aussi bien dans TPJE que dans le modèle d'ocean forcé par les vents et la pluie au quotidien . Tout notre travail Indien repose sur l'idée que pour simuler proprement la variabilité climatique du systeme océan/atmosphère Indien, il faut fournir à l'ocean la bonne variabilité intra-mensuelle des vents et de la pluie. Les données journalières QuikSCAT (contrainte de vent) et TRMM (pluie) sur l'Ocean Indien entre 2000-2005 montrent que plus de 40% et 80% de leur energie respective sont dans la bande de frequences [2 - 30 jours], alors que TPJE (pentads) n' a que 3% d'energie, en accord avec l'energie (4%) du niveau de la mer simule par le modèle dans cette bande. Par contraste dans l'intrasaisonnier [30 - 150 jours], l' énergie de TPJE et du modèle se trouve superieure à 33% (QuikSCAT est à moins de 15%). Une série d'expériences jumelles permet de comparer les réponses du système suivant que l'océan est forcé en moyenne mensuelle ou journaliere. En plus de la résonance dynamique de l'océan Indien qui amplifie la réponse dans l'intrasaisonnier, les processus nonlineaires amplifient ou non l'effet du quotidien suivant la saison. Ainsi il est montré que ce sont moins les pluies torrentielles soudaines de la Mousson d'été que les petits relachements de pluie frequents en cette saison qui contribuent à augmenter la salinité de la Baie du Bengal une fois par an en Octobre. Ce changement de sel est associe a des changements de temperature et de vents dans l'atmosphère tropicale, en particulier dans le Pacifique Ouest et donc influence ou non ENSO.

MAI 2007

Jeudi 24 mai à 10h30 en salle Coriolis,

Maeva Doron, doctorante au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche/Mer.

Titre : "Développement d'algorithmes utilisant la couleur de l'océan et valides dans les eaux côtières"

Résumé: La télédétection de la couleur de l'océan est surtout connue pour fournir des données de concentration en phytoplancton dans les eaux océaniques. Je présenterai des algorithmes semi-analytiques qui permettent d'estimer la pénétration verticale de la lumière dans la colonne d'eau et le coefficient d'atténuation. Le développement des algorithmes est obtenu à partir d'approximations classiques du transfert radiatif et de données de la littérature, et validé à l'aide de mesures in situ dans des eaux variées, estuariennes, côtières et océaniques. Leur robustesse est testée sur des données provenant de simulations du transfert radiatif. La transparence de l'océan à travers son proxy, la profondeur de Secchi, peut être ensuite obtenue à partir des deux quantités précédemment retrouvées. Cet algorithme a été validé avec des mesures simultanées in situ et provenant de capteurs de couleur de l'océan, tels que MERIS et MODIS.

Jeudi 24 mai à 10h30 en salle Coriolis,

Ana Sili, doctorante au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche/Mer.

Titre: "Utilisation des Données Satellitaires pour l'Estimation de la Production Primaire Nouvelle dans les Régions d'Upwelling Côtières"

Résumé: L'observation des océans depuis l'espace permet une cartographie synoptique de ses propriétés ayant une expression concrète dans le spectre électromagnétique. Cette vue globale des océans est un élément clé dans les études biogéochimiques á moyenne et grande échelle. Á partir de l'estimation de la concentration en chlorophylle et de la température superficielle de l'eau (SST), il est possible d'avoir une estimation de la production primaire. Cette dernière est basée sur une relation entre la biomasse et la quantité de lumière disponible. En revanche, il n'y a pas de principe electromagnetique connu qui puisse être utilisé comme base pour la mesure directe de la production nouvelle par télédetection. Dans un système en équilibre, l'estimation de la production primaire nouvelle est considérée comme un indicateur du flux de matière organique exportée hors de la couche euphotique, vers l'océan profond. Elle représente la partie de la production primaire excédante dans le métabolisme de la communauté phytoplanctonique locale. Cet excès est le produit d'un apport des nutriments d'origine externe qui s'incorporent dans la couche euphotique soit par des apports fluviaux, soit et principalement par des remontées d'eau profonde riche en nitrates (upwellings). Dans ce type de situation, il existe une forte relation entre la température et la concentration en nitrates.

Les régions d´upwelling côtières font parties des plus intéressantes zones océaniques mondiales. Même si elles représentent moins de 1% de la surface totale des océans, elles sont responsables de plus de 11% de la production nouvelle globale (Chavez et Toggweiler, 1995) et de 20% des captures de poisson. Elles jouent par conséquence un rôle essentiel dans les processus d'échange du carbone air/océan. L'écosystème du Benguela (14-35°S), avec sa succession de cellules saisonnières et permanentes d'upwelling, représente un cadre idéal pour l'analyse de la variabilité spatio-temporelle des différents états de production. La combinaison de données satellitaires d'origine diverse (MERIS, SeaWIFS, AATSR et AVHRR Pathfinder SST) apporte des informations sur les causes de ces variations (forçages physiques dû au vent, circulation océanique superficielle…). La quantification de la production primaire de ce système a été faite en employant un modèle de lumiere-photosyntèse (Morel, 1991) pour l'estimation de la production primaire totale, et un modèle estimant le taux d'acquisition des nitrates au regard de la physiologie de la communauté phytoplanctonique (Dugdale et al., 1989, révisé par Kudela et Chavez, 2000) pour la production primaire nouvelle. Ces modèles ont été adaptés, en se basant sur la dépendance géographique et saisonnière des relations SST-NO3, sur la dynamique de l'acquisition de nitrate et sur la variabilité des paramètres photo-physiologiques dépendants du groupe phytoplanctonique prédominant.

Dans cette étude on montre une analyse sur trois ans (2003-2005), des estimations mensuelles et hebdomadaire, quand cela était possible, de production nouvelle et totale. De même on montre des estimations de f-ratio (indice du carbone exporté vs. carbone fixé) représentatives de l'état de l'écosystème. Le but de cette série est l'analyse de la variabilité intra-saisonnière très marquée dans le système du Benguela. Nous avons utilisé des indices concernant l'intensité, la longueur et la périodicité du phénomène d'upwelling, et les champs de vents, étroitement reliés á la production primaire, lors de l'interprétation des résultats.

jeudi 10 mai, à 11h en salle Coriolis

Emilia Sanchez (post-doctorante au CERFACS-équipe Global Change)

Titre : "Les régimes de temps: Applications à l'étude du climat à l'échelle régionale"

Résumé : La circulation atmosphérique de grande échelle peut être décrite par l'alternance d'états quasi-stationnaires ou régimes de temps. Ces structures de grande échelle représentent des pics de probabilité dans la fonction de distribution des états atmosphériques. Dans ce travail les régimes de temps ont été déterminés, par la méthode des k-moyennes, à partir du géopotentiel à 500hPa (Z500) de la réanalyse ERA40 (1957-2002). Les domaines d'étude sont l'Atlantique Nord et le bassin Méditerranéen. Dans une première partie, les liens entre les régimes de temps et le climat à l'échelle locale sont étudiés, en utilisant les variables sensibles (température et précipitation) et les événements extrêmes (tempêtes en Atlantique Nord et épisodes Cévenols en Méditerranée). Dans la deuxième partie, on présente deux études qui suggèrent l'importance des régimes de temps pour la prévision de l'évolution du climat. La première étude, appliquée au bassin Méditerranéen, montre le lien entre les régimes de temps et les oscillations atmosphériques intra-saisonnières. La deuxième étude porte sur la sensibilité de la fréquence d'occurrence des régimes de temps aux variations des conditions limites (température de surface sur mer et sur le continent). On analyse la réponse des régimes de temps au réchauffement climatique en utilisant des expériences numériques de scenario pour le XXI siècle.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminaires 2006

by octavosd — last modified Dec 29, 2010 03:19 PM

Séminaires 2006

DECEMBRE 2006

Jeudi 7 décembre à 10h30 en salle Boussinesq (OMP)

Nicolas POUVREAU (Université de La Rochelle)

Titre : "Trois cents ans d'observations du niveau de la mer à Brest"

Résumé : L'exposé portera sur l'apport des mesures du niveau de la mer à Brest, des plus récentes (Marégraphe Cotier Numérique) aux plus anciennes (lecture sur des échelles de marée depuis 1679) dans la compréhension de processus à long terme : hausse du niveau de la mer, cycle de l'amplitude de la marée ... L'utilisation de la méthodologie des historiens pour rechercher les mesures a permis d'obtenir le maximum de renseignements. Après la numérisation des observations, et leurs homogénéisation (T.U, même réfèrence verticale), j'ai développé des outils permettant d'en connaitre la fiabilité. Les "surprises" rencontrées sont toutes expliquées grâce aux écrits historiques. Mon travail est un va et vient permanent entre les différents jeux de mesures et ce que nous en savons grâce aux textes des anciens.

Jeudi 7 décembre 2006, à 14h00, en salle Coriolis (OMP)

Audine LAURIAN (Thésarde en 3° année au LOCEAN)

Titre : "Generation et propagation d'anomalies de salinité en subsurface dans l'Atlantique Nord"

Résumé: Dans le contexte du réchauffement global, l'augmentation de la SST et la diminution de la SSS aux hautes latitudes due à la fonte des glaciers entraineraient une diminution de la densité de surface dans les régions de convection profonde et donc un ralentissement de la circulation thermohaline (THC) (rapport de l'IPCC, 2001). Cependant, l'advection de masses d'eau anormalement salées générées dans les tropiques et subtropiques vers les hautes latitudes pourraient compenser la densité de surface aux hautes latitudes et stabiliser la THC (Latif et al., 2000). Nous tenterons de décrire et de comprendre la génération et la propagation de telles anomalies de salinité. De fortes anomalies isopycnales de salinité (par définition compensées par des anomalies isopycnales de température) sont générées dans la region du maximum de salinité dans l'Atlantique Nord. Elles sont advectées comme des traceurs passifs le long des lignes de courant jusque dans le Gulf Stream. Nous décrirons les caractérstiques de cette circulation à l'aide du modèle OPA. Puis, nous tenterons d'expliquer le mécanisme de génération de ces anomalies isopycnales de subsurface à l'aide d'un modèle analytique. Ce modèle permet d'expliquer la relation non intuitive entre les anomalies de surface et celles de subsurface qui subductent au début du printemps. Un résultat important de ce modèle est le fait de pouvoir prédire, connaissant la SST et la SSS, les caractéristiques de température et de salinité de la thermocline entre 1 et 10 ans suivant l'injection d'une anomalie. Ce modèle est validé à l'aide d'une simulation d'OPA. L'impact de ces anomalies isopycnales lorsqu'elles refont surface au niveau de Cape Hatteras est discuté et le rôle respectif du signal isopycnal de salinité et du signal isopycnal de température sur la densité de surface est discuté.

Vendredi 1er décembre 2006 à 11h00, en salle Coriolis (OMP)

Yves MOREL (SHOM)

Titre : Instabilité des courant d'upwelling côtier : une approche par la dynamique de la vorticité potentielle

Auteurs : Yves MOREL (SHOM), David DARR (Univ. Seattle), Claude TALANDIER (LOCEAN)

Résumé: It is well known that upwelling and downwelling currents are unstable to perturbations. Less is, however, known about the physical mechanism responsible for the observed and modeled instabilities. It is shown that the origin of the long-wave barotropic/baroclinic instability observed on upwelling currents has to be sought among diabatic or thermobaric mechanisms. We explore in particular the role of mixing associated with Kelvin-Helmholtz instability and of wind forcing.
Low Richardson numbers occur when the pycnocline outcrops at the sea surface. The criterion for instability (Ri < 1/4) can be reached in a narrow region close to the upwelling front, permitting Kelvin-Helmholtz instability and mixing. This can precondition the current for long-wave instability by transforming the current's potential vorticity.
A constant wind can likewise modify the potential vorticity. The resulting potential vorticity anomaly is always negative for both upwelling and downwelling currents and this anomaly interacts with the outcropped front, destabilizing it.
Examples are provided via numerical calculations using an idealized front. A wind stress is an effective means of inducing the negative PV anomaly necessary for instability; with wind, Kelvin-Helmholz instability, when present, merely modifies the instability characteristics. In addition, upwelling fronts are always less stable than comparable downwelling fronts.

NOVEMBRE 2006

Vendredi 24 novembre 2006 à 13h30 en salle Coriolis (OMP)

Olivier MARCHAL (WHOI)

Titre : Circulation oceanique abyssale: Modelisations directe et inverse

Mardi 21 novembre 2006 à 14h00, en salle Jules Verne (OMP)

Tom TRULL (CSIRO Marine and Atmospheric Research and the University of Tasmania)

Titre : Iron, CO2 and the Southern Ocean: An Australian Perspective

Résumé : This talk will be a wide-ranging and rapid introduction to recent research in the Ocean Control of CO2 program at the Antarctic Climate and Ecosystem Cooperative Research Centre in Hobart, Tasmania. The emphasis will be on the function and ecosystem control of the biological pump for carbon transfer from the surface to the deep sea. The Southern Ocean Iron RElease Experiment (SOIREE) in 1999, and several subsequent artificial iron fertilizations have made it clear that iron enhances primary production, but have been less successful in quantifying carbon transfer to the deep sea and thus in assessing the impact of iron on atmospheric carbon dioxide levels. All the artificial fertilization experiments have emphasized the growth of large diatoms as a major outcome of iron addition, and have suggested that their export via aggregation as phyto-detritus, or via short food-chains will drive carbon sequestration, even if the short duration of the experiments has not allowed this to be observed. But, silicate is close to full utilization in the Southern Ocean and thus iron-enhanced diatom production may quickly be limited by silicate availability. These uncertainties point to the need for more direct assessing the importance of algal aggregation and silica and carbonate shells as "ballast " in the control of export.. New approaches based on the determination of in-situ particle sinking velocities and sinking aggregate characteristics from polyacrylamide gel traps will be presented, as well as results based on carbon and nitrogen isotopic mass balances, and from the Australian ongoing time-series of deep sediment traps.

OCTOBRE 2006

Mercredi 11 octobre 2006, à 10H30, en salle Coriolis (OMP)

Michael McPHADEN du NOAA/PMEL (Seattle, USA)

Titre: "Large Scale Dynamics and MJO Forcing of ENSO Variability"

Abstract: Year-to-year variability associated with the El Niño/Southern Oscillation (ENSO) is governed by large-scale ocean dynamics and coupled ocean-atmosphere interactions. However, the cycle between warm and cold phase ENSO conditions exhibits considerable irregularity in terms of amplitude, duration, and spatial and temporal patterns of development. One factor contributing to this irregularity is stochastic forcing in the form of weather noise, a prominent source of which is the Madden-Julian Oscillation (MJO). A simple two-predictor regression model is developed to estimate the relative influence of large-scale low frequency deterministic ocean-atmosphere dynamics and stochastic forcing on peak sea surface temperature (SST) anomalies associated with ENSO for the period 1980-2005. One predictor is equatorial warm water volume, which is an index for the role that upper ocean heat content plays in regulating ENSO variability. The other predictor characterizes stochastic forcing in the western Pacific in the form of an MJO activity index. The two-predictor model accounts for about 65% of peak Nino3.4 SST anomaly variance at 2-3 season lead times and suggests about equal influence (on average) of stochastic and deterministic processes affecting peak ENSO SST anomalies over the past 25 years. The implications of these results for ENSO prediction are discussed.

JUILLET 2006

Mercredi 12 juillet 2006, à 11h00, en salle coriolis (OMP)

Mr SOON-IL AN (Dept. of Atmospheric Science (Yonsei University, Seoul, Korea))

Titre : Why is the ENSO changing?

JUIN 2006

Jeudi 29 Juin 2006, à 11h00, en salle Lyot (OMP)

Cristobal LOPEZ ('Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA) (Palma de Mallorca, Spain))

Titre : Individual-Based Modeling approach to plankton populations.

Mercredi 14 juin 2006, à 11h00 en salle Jules Verne (OMP)

Roland WARNER (Antarctic Climate and Ecosystems CRC and Department of Environment and Heritage, Australian Antarctic Division)

Titre: Antarctic ice shelf processes : rifts, broad scale flow and basal melting.

Abstract: Much of the ice of the Antarctic continent flows seawards in major ice streams and glaciers and passes through the fringing ice shelves. Evidence for extensive basal melting near deep grounding lines, and glacier accelerations after the collapse of Larsen B ice shelf suggest a strong coupling via the ice shelves to ocean climate. Ice shelves are the most dynamic part of the Antarctic cryosphere. Many of them have evolving rift systems at their seaward margins, and understanding these rifts and their role in iceberg calving hasalso become a major activity. Some results will be presented from computer modelling (by Warner and Court) of ice shelf flow for two East Antarctic examples of direct interest to researchers at ACE CRC and LEGOS - the broad scale ice flow associated with the "loose tooth" rifts in the Amery ice shelf, and the flow and climate change response of the Mertz glacier tongue.

Jeudi 8 juin 2006, à 14h00 en salle Coriolis (OMP)

Nicolas SAVOYE (Observatoire Aquitain des Sciences de l’Univers)

Titre: Fertiliser en fer l’ensemble de l'Océan Austral permettrait-il de piéger le CO2 anthropique?

Abstract: L'océan Austral est un puits net de CO2 atmosphérique et joue un rôle clef dans la régulation du climat de la planète. La production phytoplanctonique de l'Océan Austral est connue pour être limitée par le fer, micronutriment indispensable au développement phytoplanctonique. Au milieu des années 1980 a germé l'hypothèse que la fertilisation en fer de cet océan pourrait permettre d'accroître la production phytoplanctonique, consommatrice de CO2, et ainsi de diminuer le CO2 atmosphérique — un des principaux gaz à effet de serre — en le piégeant dans l'océan profond via le phytoplancton. De 1999 à 2005 ont eu lieu 7 expériences de fertilisation artificielles et naturelles de l'Océan Austral. Toutes ces expériences ont démontré que l'ajout de fer augmente la production phytoplanctonique et certaines d'entre elles qu'il accroît l'exportation et le piégeage du carbone dans l'océan. Une fertilisation en fer à l'échelle de l'ensemble de l'Océan Austral permettrait-elle ainsi d'absorber le CO2 rejeté par les activités humaines et de diminuer le CO2 atmosphérique? Je répondrai à cette question en présentant des résultats d’expériences de fertilisation artificielle (EIFEX, janv-mars 2004) et naturelle (KEOPS, janv-fev 2005) et en compilant les résultats d’expériences précédentes.

MAI 2006

Mercredi 31 Mai 2006 à 14h30, en salle Coriolis (OMP)

Matt CHARETTE (Associate Scientist à WHOI)

Title: Biogeochemical Cycling in Subterranean Estuaries: Implications for Chemical Fluxes to the Coastal Ocean

Abstract: Several new lines of evidence suggest that submarine groundwater discharge (SGD) is an important source of dissolved elements to the ocean, yet little is known regarding the chemical reactions that control their flux from coastal aquifers. Like a surface estuary (river water/seawater), the net flux of chemical species from SGD to the coastal ocean will depend on biogeochemical reactions in the groundwater-seawater mixing zone, recently termed the "subterranean estuary". This talk will focus on a comprehensive geochemical study of a subterranean estuary (Waquoit Bay, MA, USA), the outcome of which suggests we may need to revisit and reevaluate the oceanic budgets for elements (e.g. N, P, Ba, Ra, Sr, U) that are likely influenced by SGD-associated processes.

Lundi 29 Mai 2006 à 14h30 en salle CORIOLIS (OMP)

Juan G. LEON (Doctorat au LMTG sous la direction de Frédérique Seyler) vous convieà sa soutenance de thèse en Hydrologie Spatiale.

Mots Clés : bassin Amazonien ; altimétrie satellitaire ; modélisation hydrologique ; station virtuelle ; courbes de tarage ; bassin non-jaugé.

Titre : Utilisation conjointe de l'altimétrie spatiale et de la mesure in-situ pour la régionalisation du débit dans le Bassin Versant du Rio Negro.

Résumé : Avec 715 000 km2 le bassin versant du Rio Negro représente environ 11% de la surface totale du bassin Amazonien. L'ANA (Agence National de l'Eau brésilienne) maintient 41 stations hydrologiques dont seulement 21 ont été jaugées pour la transformation des cotes en débits journaliers. Le travail présenté s'attache à répondre aux questions suivantes :
- L'altimétrie spatiale radar peut elle être utilisée pour régionaliser les débits du Bassin du Rio Negro ?
- Et si oui, les méthodologies développées peuvent elles être appliquées à une bassin encore moins bien instrumenté comme celui du fleuve Caqueta, en Amazonie Colombienne ?
Nous appellerons "stations virtuelles" le point de croisement d’une trace au sol de satellite altimétrique avec un cours d'eau. Nous présentons comment une série temporelle de hauteur d'eau peut être construite à partir des hauteurs altimétriques à la station virtuelle, bien que les mesures utilisées, celles des radars altimètres des missions Topex/Poseidon et ENVISAT n’aient pas été programmées pour des applications sur les eaux continentales. La mise en œuvre d'un modèle hydrodynamique permet de propager les débits à partir de quelques stations de mesures in-situ jusqu’aux stations virtuelles. Une courbe de tarage (relation hauteur/débit) peut alors être estimée aux stations virtuelles ce qui permet de déterminer certains paramètres physiques tels que la profondeur moyenne de l’eau sur la section transversale ou le coefficient de rugosité de Manning, ainsi que compléter les mesures in-situ et densifier le réseau hydrologique. L’introduction de 21 stations virtuelles sur le cours principal du Rio Negro entre Cucui et Serrinha (pour 6 stations in situ) nous a permis de réduire d’environ 10 fois les tailles des bassins pour lesquels on peut disposer de mesures de flux. Lors d’une campagne de mesures de Mai 2005 sur le Rio Négro, la profondeur moyenne du fleuve à chaque section de station virtuelle a été mesurée à l’aide d’un sondeur ADCP. Ces mesures ont confirmé la validité des profondeurs déduites des hauteurs altimétriques. Parallèlement, un nouveau paramètre important en modélisation hydrodynamique, la pente du fond du lit, peut être aussi déterminé à partir de ces hauteurs du fond du fleuve. Pour le Rio Negro, cette pente est d’environ 12 cm/km dans la zone d’étude.
Les méthodes développées ont été ensuite appliquées sur les 200 000 km2 qui composent le bassin versant du Caqueta (Amazonie colombienne). Ce bassin est caractérisé par l’irrégularité de sa géométrie et du régime de son réseau principal. Une seule station in-situ située à l’exutoire du bassin a été utilisée pour la propagation des débits sur 800 km de cours amont. L’analyse des résultats au niveau des 11 stations virtuelles repérées sur ce tronçon de rivière montre que les débits et les paramètres géométriques dérivés sont alors déterminés avec des erreurs plus importantes que pour le Rio Negro, tout en restant acceptables compte tenu du gain qu’apportait ce type d’étude sur un bassin disposant d’aussi peu de mesures in-situ.
Les résultats obtenus au cours de cette thèse ainsi que les méthodes développées ouvrent une nouvelle voie dans le domaine de l’hydrologie et dans la problématique des bassins non-jaugés.
Composition du jury:
M. Michel DIAMENT (Rapporteur)
M. Eric SERVAT (Rapporteur)
M. Jean Marc MONTEL (Examinateur, Professeur UPS)
M. Jean-Loup GUYOT (Examinateur)
Mme. Frédérique SEYLER (Directrice de thèse)
M. Stéphane CALMANT (Co-directeur de thèse)

Lundi 22 Mai à 11h00, en salle Pyrénées (LMTG)

Cédric CHAVANNE (actuellement en doctorat océanographie physique à l'Universite d'Hawaii)

Titre : Ocean circulation features in the lee of mountainous islands.

Résumé : The impacts of islands on the ocean circulation have received much attention from physical and biological oceanographers. Islands and mountains are geophysical illustrations of the classical fluid dynamics problem of flow past an obstacle, with complications due to the Earth rotation, stratification, complex topography, flow variability, etc... Mountainous islands present the interesting problem of atmospheric and oceanic wakes interactions, with possible impacts on the ocean circulation on scales ranging from sub-mesoscale to basin-scale. We first investigate the basin-scale impact of strong but localized orographic wind stress curls on the steady barotropic oceanic circulation using simple Sverdurp-Stommel-Munk models, with applications to the Hawaiian and Cabo Verde archipelagos. We conclude that mountainous islands do affect the ocean currents on scales much larger than the islands sizes, but that details of the islands wind wakes are not important in the linear theory as long as realistic values of friction are taken into account. We then jump to sub-mesoscale impacts on ocean currents as measured by HF-radars in the lee of Oahu, Hawaii, during a nine-month experiment from september 2002 to may 2003, as part of the Hawaii Ocean Mixing Experiment (HOME). Low-frequency currents variability is weak during Fall 2002, with occasional anti-cyclonic eddies spun-up from the southwest corner of Oahu and drifting westward. It is much stronger during Spring 2003, with oscillations of northwestward/southeastward currents, with an amplitude of 50-60 cm/s, a period of 20-25 days, and a wavelength of ~150 km, propagating across the channel with a northeastward phase speed of ~8 cm/s. The Kauai Channel between Oahu and Kauai is a site of strong internal tides generation. Observations from the HF-radars confirm the surfacing of M2 internal tidal beams 50 km south of the ridge, as predicted from numerical modeling. However the observed tidal currents amplitudes are weaker than the modeled ones, and they are significantly reduced during Spring 2003 compared to fall 2002. It is proposed that the stratification variations and strong current shears associated with the mesoscale activity are responsible for the M2 internal tide energy modulation, with implications for internal tides modeling and ocean mixing issues.

Jeudi 18 mai 2006 de 9h30 à 12h30 en Salle Coriolis (OMP)

Séminaire THESARDS 2ème année LEGOS

9h30-10h00 : Célia VENCHIARUTTIi
Etude des traceurs géochimiques 231Pa et 230Th autour du plateau de Kerguelen: faits analytiques et premiers résultats

10h00-10h30 : Jean-Baptiste SALLEE
Etude des fronts de l'océan austral avec les données ARGO et satellitaires.

10h30-11h00 : Pause café/viennoiseries

11h00-11h30 : Matthieu Le HENAFF
Performance d'un altimètre à fauchée large dans le contrôle d'erreur de modèle côtier

11h30-12h00 : Marielle LACOMBE
Méthodes électrochimiques pour l’analyse in situ de composés bioactifs en milieu océanique

12h00-12h30 : Jérôme BOUFFARD
Apport de l'altimétrie multi satellite et des marégraphes à la modélisation océanographique côtière: Application à l'étude du courant Liguro Provençal Catalan.

Jeudi 11 mai 2006 à 11h00 en salle Pyrénées (LMTG)

Alexandre GANACHAUD (UR65-LEGOS, centre IRD de Nouméa)

Titre: La circulation océanique dans le Pacifique Sud-Ouest : les campagnes SECALIS, le Glider et le programme SPICE

Résumé : Une circulation originale des eaux de thermocline de l'Océan Pacifique sud-ouest a récemment été découverte. Une premières série de campagnes a permis d'identifier des courants de subsurface puissants qui se forment le long de la pente est de Nouvelle-Calédonie et traversent la mer de Corail après s'être détaché des pointes Nord et Sud du grand récif. Un courant similaire se forme au nord du Vanuatu. Arrivant sur la côte australienne, ces courants se partitionnent et nourrissent les courants de bord Australiens. Une partie bifurque vers le Nord pour rejoindre l'Equateur, une autre vers le sud pour rejoindre le Courant Est Australien. L'influence potentielle de ces cheminements océaniques sur les évolutions climatiques à l'échelle de dix ans et plus a provoqué un regain d'intérêt pour l'étude de la circulation océanique en mer de Corail. Les océanographes Français, Australiens, Néo-Zélandais et Américains se mobilisent pour l'émergence d'un programme de recherche coordonné sur cette région, SPICE (Southwest PacIfic ocean Circulation and Climate Experiment).

Mardi 9 mai 2006 à 15h00, en salle Jules Verne (OMP)

Manuela GRIPPA (OMP/CESBIO)

Titre: Observations par satellites du manteau neigeux et des zones humides en Sibérie: liens avec le climat, la végétation, le permafrost et intégration dans les modèles de végétation.

Abstract: Dans les régions boréales, de nombreux processus sont liés à l'existence et à l'évolution du manteau neigeux et des zones humides qui affectent le cycle de l’eau, mais ainsi le climat (la température de l'air) et le cycle du carbone. Ces processus sont encore mal compris et mal quantifiés, dû en partieà la pauvreté des observations aux échelles d'espace et de temps appropriées. En particulier, la variabilité de la neige peut avoir des répercussions importantes sur le développement de la végétation via la température du sol et l'effet d'isolation thermique de la neige et/ou la disponibilité de l’eau stockée dans le manteau neigeux. Les changements de l’étendue et de la durée des zones humides, dues par exemple à la fonte du permafrost, peuvent avoir des conséquences dramatiques sur l’hydrologie et l'écosystème des régions boréales. Pour mieux observer et comprendre ces phénomènes, les paramètres caractéristiques du manteau neigeux et des zones humides ont été estimés à partir des données de satellites micro-ondes passives. En particulier, une nouvelle méthode a été développée pour dériver les hauteurs de neige en Sibérie, qui prend en compte l'évolution dans le temps et dans l'espace de la taille des grains de neige. La validation des variations interannuelles des ces estimations a été réalisée par le biais d’une comparaison avec les variations du débit de la rivière Ob. La variabilité de ces paramètres a été analysée en fonction de la variabilité du climat, de la végétation et du permafrost. L'accent à été mis sur les relations entre les dates de fonte de neige et les indices de téléconnection atmosphérique, l'épaisseur du manteau neigeux en hiver et l'activité de la végétation en été, l'évolution des zones humides et la fonte du permafrost. Enfin, des travaux ont été poursuivis concernant l'intégration des observations de satellites dans des modèles dynamiques de végétation, pour pouvoir à terme faire des prévisions sur l'évolution future des régions boréales dans un contexte de réchauffement climatique.

AVRIL 2006

Mardi 11 avril 2006 de 11h00 à 12h00 en salle Pyrénées (LMTG)

Séminaire THESARDS 1ère année LEGOS

Lundi 3 avril 2006 à 14h30 en salle Coriolis (OMP)

Sean KENNAN (Asst. Prof. Marine Science NSU Oceanographic Ctr)

Titre : "Observations of the North Equatorial Countercurrent in the Pacific Ocean"

Abstract : Various observations of the NECC in the tropical Pacific Ocean will be reviewed. These include analyses of historical hydrographic, altimetry, wind, and drifting buoy data, as well as SeaSoar and ADCP surveys from an expedition to the eastern equatorial Pacific in 2001. Together, these observations form the picture of an intense surface current exhibiting strong seasonality - virtually disappearing in March, and exhibiting significant curvature of the flow during its maximum. Observations during 2001 confirmed the intense and shallow structure of the current in the east, and further demonstrated the importance of relative vorticity advection for the flow. Attempts to understand the observations using geostrophic, wind- driven, and Sverdrup dynamics will be discussed.

MARS 2006

Jeudi 23 mars 2006 à 14h00 en salle Pyrénées (OMP)

Emmanuel BOSC (venant d'achever un post doc au Jet Propulsion Laboratory (Caltech/NASA))

Titre : TELEDETECTION et OCEANOGRAPHIE : Exemple de l'utilisation des données multicapteurs en biogéochimie marines

Résumé : Aujourd'hui les séries temporelles d'observations par satellites (couleur de l'océan et température de surface de la mer) atteignent des échelles de temps proches de la décennie. Ces données aident à la compréhension de processus océaniques pour des échelles de temps et d'espace allant de la mésoéchelle à des échelles globales. Ces données satellites rendent possibles l'étude - via la modélisation - des variations saisonnières et interannuelles de la fixation de carbone par la biomasse phytoplanctonique dans l'océan. Je montrerai ici des résultats établis dans ce contexte et qui concernent deux provinces océaniques aux caractéristiques biogéochimiques contrastées : une région considérée comme "pauvre" : la mer Méditerranée et une région fortement productive : le courant Californien.

Mardi 21 mars 2006 à 14h30 en salle Coriolis (OMP)

Stéphane REYNAUD (LSCE/IPSL, Laboratoire CEA-CNRS-UVSQ)

Titre : Variabilite interannuelle de l'Atlantique Tropical

FEVRIER 2006

Mardi 14 février 2006 à 14h00, en salle Coriolis (OMP)

Anders TENGBERG (Université de Goteborg, Suede, chez Aanderaa Datainstruments)

Titre: Optical Oxygen Sensing in One and Two Dimensions" (40 min presentation in english).

Abstract: To measure oxygen optically, with so called optodes, is today an established technique in aquatic science and monitoring. Since this technology was made commercially available about three years ago it has proven itself through numerous applications. The accuracy and precision are comparable to Winkler titrations (the overall standard for measuring oxygen since 1888) and the sensors are stable for years. Because of the high accuracy, the long term stability, the mechanical robustness, a low sensitivity to fouling and a low and predictable pressure behavior this technology has opened new possibilities in aquatic science and monitoring. In this presentation the technology will be shortly explained followed by several examples of field data which demonstrates the possibilities with this technology including: long-term monitoring in shallow marine environments with high bio-fouling, long-term deployments on autonomous profiling floats, water column profiling down to 5000 m of water depth, measurements of bottom respiration rates with incubation chambers, assessment of river bed oxygen variations by burying sensors in the sediment for several months etc. This technique can also be used for two dimensional (taking pictures of the oxygen distribution) monitoring and some examples of this will also be presented.

JANVIER 2006

Mardi 31 Janvier 2006 à 11h00 en salle Coriolis (OMP)

Pierre-Marie POULAIN (at OGS since October 2000, currently Senior Scientist and the coordinator of the SIRE Group)

Titre : Nouvelles mesures Lagrangiennes en mer Mediterranee dans le cadre des projets MFSTEP/MEDARGO et EGYPT/EGITTO.

Résumé : Depuis 2004, des flotteurs profilants et des bouees derivantes de surface ont etes deployes pour etudier la circulation et les proprietes thermohalines de la mer Mediterranee. Ces flotteurs (PROVOR et APEX) fournissent en temps presque reel des profils T/S tous les 5 jours aux modeles prognostics du projet d'oceanographie operationelle MFSTEP. De plus, la derive de ces flotteurs a une profondeur de ~ 350 m permet de suivre les mouvements de la masse d'eau Levantine Intermediaire. Le projet EGYPT/EGITTO, commence en Septembre dernier, a pour but d'etudier la dynamique des structures de circulation et des proprietes des masses d'eau dans la partie sudouest de la Mediterranee (du detroit de Sicile aux eaux cotieres egytiennes) en utilisant des bouees derivantes, des flotteurs, des transects XBT, des mouillages, etc. Le projet, auquel participent collegues francais, italiens, tunisiens et egytiens, a aussi comme objectif specifique la validation (ou non) des divers schemas de circulation de l'eau Atlantique dans la Mediterranee orientale proposes dans la litterature. Apres une breve description des programmes mentiones ci-dessus, le seminaire portera sur l'analyse preliminaire des resultats obtenus et sur leur interpretation.

Mercredi 11 Janvier 2006 à 11h00 en salle Coriolis (OMP)

Samuel SOMOT (Météo France)

Titre : Modélisation climatique de la circulation thermohaline méditerranéenne : validation, variabilité interannuelle et changement climatique

Mots clés : Méditerranée, modélisation climatique régionale, couplage océan-atmosphère, convection océanique profonde, circulation thermohaline, variabilité climatique, changement climatique

Résumé : La mer Méditerranée influence fortement le climat régional mais aussi planétaire par sa température de surface et sa circulation thermohaline. Cependant, la modélisation de la Méditerranée aux échelles climatiques représente encore un défi difficile à relever car elle nécessite des modèles atmosphériques et océaniques à vocation régionale. Cette étude a permis le développement et l'utilisation d'outils numériques adaptés : un modèle atmosphérique global et étiré ARPEGE-Climat, un modèle océanique régional OPAMED8 et le modèle régional couplé océan-atmosphère SAMM. Les modèles ARPEGE-Climat et SAMM reproduisent de manière très satisfaisante le climat méditerranéen moyen mais aussi la cyclogénèse et les dépressions méditerranéennes ou encore les flux air-mer sur cette région. Ces éléments sont essentiels pour la simulation de la circulation thermohaline de la Méditerranée. Du point de vue océanique, l'étude de cas de l'hiver 1986-87 permet de valider la capacité d'OPAMED8 à simuler correctement la convection profonde au large du Golfe du Lion et la circulation thermohaline associée. La variabilité interannuelle des flux air-mer et de la circulation thermohaline est ensuite étudiée et quantifiée sur la période 1960-1999 grâce aux modèles OPAMED8 et SAMM. Enfin, on utilise OPAMED8 forcé par ARPEGE-Climat pour simuler l'impact du changement climatique sur la mer Méditerranée au cours de la période 2000-2099 (scénario IPCC-A2). On obtient une augmentation de température et de salinité des différentes masses d'eau ainsi qu'un fort ralentissement de la circulation thermohaline profonde. Dans ce scénario, l'eau méditerranéenne entrant dans l'océan Atlantique devient donc plus chaude et plus salée en accord avec les tendances observées à la fin du 20ème siècle.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminaires 2005

by octavosd — last modified Nov 08, 2011 03:22 PM

Séminaires 2005

Décembre 2005

Mercredi 7 décembre 2005 à 14h00 en salle Pyrénées (LMTG)

Pierre Fréon (directeur de l'UR ECO-UP" de Sète)

Titre : Présentation de l'UR Ecosystèmes d'Upwelling

Octobre 2005

Jeudi 20 octobre 2005

Kevin Speer (Chercheur Américain travaillant au LEGOS dans l'équipe de Rosemary Morrow jusqu'en décembre) kspeer@ocean.fsu.edu

Titre : Tracer Inversion for South Atlantic Abyssal Circulation

Abstract: We introduce a Bayesian inversion approach to estimating steady state ocean circulation and tracer fields. It is based on a quasi-horizontal flow model and a PDE solver for the forward problem of computing solutions to the tracer field advection-diffusion equations. A typical feature of existing ocean circulation inverse methods is a preprocessing stage in which the tracer data are interpolated over a regular grid and the interpolation error is ignored in the subsequent inversion. Our approach only uses interpolated data at those grid points that have neighboring hydrographic stations. Solving the problem consists of finding information about the circulation and tracer fields in the presence of a number of assumptions (prior information); the resulting posterior probability distribution summarizes what we can know about these fields. We develop a Markov chain Monte Carlo simulation procedure to extract information from the (analytically intractable) posterior distribution of all the parameters in the model; uncertainty about the "solution" is represented by variation in the output of the simulation runs. Our approach is aimed at finding the time-averaged quasi-horizontal flow and tracer fields for an abyssal neutral density layer in the South Atlantic.

Septembre 2005

Mardi 20 septembre 2005

Timothée Ourbak (Doctorant à l'Université de Bordeaux/IRD dans le Département de Géologie et d'Océanographie)

Titre : L’utilisation des coraux tropicaux en tant qu’outil paleoclimatique haute résolution et application au variations interdecennales du Pacifique Sud Ouest.

Résumé : Pour étendre la base de données instrumentales, différents outils de reconstructions paleoclimatiques existent. Parmi eux, l’utilisation des coraux est de plus en plus répandue. En effet, ces organismes permettent de reconstituer différents indices climatiques. L’utilisation conjointe de différents éléments géochimiques contenus dans leur squelette (Sr/Ca, U/Ca, Ba/Ca, isotopes de l’oxygène (δ18O) permet de reconstituer les températures et les salinités de surface. Nous verrons tout d’abord quelles sont les méthodes existantes pour reconstituer ces paramètres environnementaux. Ensuite, nous développerons l’application de ces techniques à des carottes du pacifique Sud Ouest afin de documenter la variabilité interannuelle (type ENSO (El Nino Southern Oscillation) et interdécennale (type IPO (Interdecadal Pacific Oscillation) sur les 5 derniers siècles.

Jeudi 1er septembre 2005 à 11h, en salle CORIOLIS (OMP)

Dr. Eyal Heifetz (Department of Geophysics and Planetary Sciences)
Contact: Tel-Aviv University, Tel-Aviv 69978, ISRAEL - Tel: 972-3-6407048 - Fax: 972-3-6409282 - E-mail: eyalh@cyclone.tau.ac.il

Titre : The Counter-Propagating Rossby Wave Perspective on Baroclinic instability.

Résumé : A common practical view, which reduces the complex baroclinic mechanism into a constructive interaction between an two layer wave interaction, is examined in detail. The two layer perturbations are represented as part of a pair of "Counter-Propagating Rossby Waves" (CRWs), whose potential vorticity (PV) anomalies are concentrated on two "home bases", one located near the surface and the other in the upper troposphere. A CRW pair can be defined through superposing a growing normal mode and its decaying complex conjugate by the requirements that both CRWs are zonally untilted and that wave-2 has zero PV at the home-base of wave-1 (and vice-versa), so that the total PV perturbation at each home-base is described only by the home-wave. PV anomalies at one home-base induce circulation anomalies, both locally and at the other home-base, which in turn can advect the PV gradient and modify PV anomalies there. Thus, the zonal propagation, phase-locking and mutual interaction of CRWs can all be understood by "PV thinking" applied at only two home-bases. The CRW perspective is used to understand baroclinic growth in simple basic quasi-geostrophic baroclinic models, such as of Charney and Eady, as well as on realistic jets with or without barotropic shear in the primitive equations framework. It is shown that some predictions from linear theory are remarkably robust in nonlinear life cycles. The phase-locked configuration is almost invariant throughout the occurrence of frontogenesis and Rossby wave breaking. The phase speed of the baroclinic wave tends towards the self-propagation speed of the upper CRW as the lower CRW saturates during surface frontogenesis.

Juillet 2005

Mardi 5 juillet 2005 à 11h, en salle CORIOLIS (OMP)

Claudia Hanfland (Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals - Universitat Autònoma de Barcelona - 08193 Bellaterra - Spain)

Titre : "Distribution and biogeocemical applications of the radionuclides 226Ra and 228Ra in the Southern Ocean".

Résumé : The two radionuclides 226Ra and 228Ra (half-lives 1600 years and 5.8 years, respectively) are members of the naturally occurring U/Th decay chains with 226Ra being by far the most common one. Radium is rated as a bio-intermediate element and is rather soluble in sea water. Both isotopes have been used extensively in studies of water mass movement as they are characteristic for different type of sources. Within the Southern Ocean, however, data are sparse and, for 228Ra, often below the limit of detection. The talk will present data from the Atlantic sector of the Southern Ocean for both isotopes and discuss possible applications, analytical constraints and limits for their use in this part of the world's ocean.

Juin 2005

Jeudi 30 juin 2005 à 10h45, en salle CORIOLIS (OMP) :

Marion GEHLEN du LSCE (CEN de Saclay, L'Orme des Merisiers Bât. 712, 91191 Gif-sur-Yvette cedex)

Titre : Le couplage PELGOS BENTHOS: vers une représentation intégrée du devenir des particules depuis la production à l'enfouissement sédimentaire.

Résumé : Des processus biologiques sont à l'origine de la séquestration naturelle de carbone et de son export depuis les eaux de surface. La compréhension et la quantification des mécanismes d'export et des rétroactions avec l'océan de surface constituent un chantier majeur en recherche océanographique : Quel lien existe entre la structure de l'écosystème de l'océan de surface et sa capacité à séquestrer le carbone? Comment la variabilité naturelle de l'océan de surface est-elle répercutée vers l'intérieur de l'océan ? Quel impact auront les changements climatiques sur le fonctionnement des écosystèmes de sub-surface? Nos efforts portent sur une représentation intégrée de la dynamique des particules dans la colonne d'eau depuis la couche euphotique jusqu'aux sédiments marins. Je présenterai un aperçu des études menées avec le modèle biogéochimique PISCES. Différentes descriptions de la dynamique des particules seront comparées et discutées: la version standard du modèle (deux classes de taille et vitesse de chute imposée), une paraméterisation d'après Kriest & Evans (1999, 2000) (spectre de taille et vitesse de chute calculée), une approche de type ballast (pas de notion de taille, mais vitesse de chute calculée). L'approche intégrée permet de tirer partie de l'ensemble des observations en allant des champs de chlorophylle, en passant par les flux de particules, jusqu'à la composition du sédiment superficiel et aux flux d'oxygène.

Jeudi 23 juin 2005 à 11h, en salle CORIOLIS (OMP) :

Juliette Mignot (Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK))
Contact: Telegrafenberg A26 14473 Potsdam Germany - Tel 00-49-331-288-2566 - Fax 00-49-331-288-2570

Titre : Variabilité de la salinité de surface en Atlantique Nord et lien avec la circulation thermohaline dans un modèle couplé.

Résumé : Cette presentation sera centree sur l'etude de la variablite des anomalies de salinite de surface (SSS) dans l'Atlantique aux echelles de temps interannuelles a decennales, leur reponse aux principaux modes de variabilite atmospherique dans l'Atlantique Nord et leur lien avec la circulation oceanique de grande echelle. Etant donne le manque d'observations de SSS sur des longues periodes et a l'echelle du bassin, le travail est essentiellement base sur une simulation globale couplee issue du Bergen Climate Model. Les principales proprietes dynamiques des anomalies de SSS seront tut d'abord mis en evidence. Nous montrerons en particulier qu'une fois creees, les anomalies de SSS sont relativement persistantes car elles ne sont pas amorties par les flux atmospheriques, au contraire des anomalies de temperature de surface. Elles sont donc plus fortement influencees par les courants moyens et par la variabilite geostrophique. En utilisant un outil de calcul de trajectoires lagrangiennes, on a pu suivre en particulier la propagation d'anomalies de SSS le long des courants oceaniques moyens pendant au moins 5 ans. Dans une deuxieme partie, nous nous interesserons a la variabilite de la circulation meridienne en moyenne zonale dans le Bergen Climate Model. En particulier, le Pacifique tropical influence la variabilite basse frequence de la circulation meridienne moyenne dans le modele. Le phenomene El Nino cree des anomalies positives de salinite dans l'Atlantique tropical. Celles-ci sont advectees en une trentaine d'annees dans les hautes latitudes de l'ocean Atlantique Nord ou elles semblent forcer une acceleration de la circulation meridienne moyenne en contribuant a la destabilisation de la colonne d'eau. Cet impact potentiel des anomalies d'eau douce de l'Atlantique tropical sur la circulation thermohaline sera discutee au regard de resultats recents d'autres modeles couples.

Mercredi 22 juin 2005 à 11h, en salle CORIOLIS (OMP) :

Sukru T. Beþiktepe (Institute of Marine Sciences, Middle East Technical University)
Contact: P.O. 28, Erdemli, Ýçel 33731 TURKEY - Email:sukru@ims.metu.edu.tr

Titre : Regional Forecasting System for the Physical, chemical and biological variabilities of the Black Sea.

Résumé : Regional forecast system for physical, chemical and biological variabilities of the Black Sea has been developed, calibrated and validated. The Harvard Ocean Prediction System (HOPS) was used. The system consists of coupled dynamical models, statistical models, initialization procedures, data assimilation schemes, and various visualization and postprocessing tools. The physical model is based on 4-D primitive equation (PE) dynamics. The bio-chemical model coupled to physical model includes phyto-plankton P, zoo-plankton Z, detritus D, nitrate NO3, ammonium NH4, and chlorophyll Chl. The optimal interpolation scheme of HOPS is employed to assimilate the data in the simulations. The initial fields was obtained from basin-wide hydrographic surveys and the model forced with synoptic atmospheric data and the satellite SST and SSC data were assimilated. When the synoptic in-situ physical, chemical and biological data are available in any region of the Black Sea, the data assimilated to the model to produce forecast for physical and biogeochemical variabilities of the Black Sea. The models performance evaluated with quantitative skill metrics and it was shown that the predictive capability was from 3 days to 2 weeks depending on the strenght of the atmospheric forcing.

Mercredi 15 juin 2005 à 11h, en salle Coriolis (OMP) :

Francisco P. Chavez (Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI))

Titre : Biological and chemical consequences of El Nino.

Résumé : While competition and predation are important in structuring marine communities it has now become abundantly clear that natural climate variations can have large impacts on ocean ecosystem structure, productivity and biogeochemical cycling. El Niño first called attention to the effects of climate variability on Pacific Ocean ecosystems and the 1982-83 El Niño showed that the oceanic warming in the tropical Pacific had global effects on climate. Oceanic effects were originally thought to be restricted to the tropical and eastern Pacific but careful studies in the center of the North Pacific Ocean close to Hawaii uncovered El Niño effects there as well. The past several decades has seen growing awareness of La Niña, the counterpart or opposite condition of El Niño and more recently focus has shifted to multi-decadal changes that show remarkable Pacific basin-wide coherence and strong impacts on oceans ecosystems. This talk reviews interannual to multidecadal variations in ecosystems of the Pacific Ocean and discusses potential explanations for the biological variability. The talk focuses on the very large and globally significant equatorial Pacific upwelling region and the important fish producing coastal upwelling regions off Peru and California.

Jeudi 2 juin 2005 à 14h

Fabien Roquet (Dépt Milieux et Peuplements Aquatiques, au Muséum National d'Histoire Naturelle, à Paris)

Titre: Des éléphants de mer bio-échantillonneurs de profils océanographiques dans l'océan austral.

Résumé : Des éléphants de mer sont équipés de mini-sondes CTD afin d'échantillonner la température et la salinité dans l'océan austral. Profitant des capacités de plongée exceptionnelles de ce mammifère marin, nous obtenons une quantité importante de profils CTD de bonne qualité dans une région actuellement très mal échantillonnée, et ce de manière circumpolaire grâce à une forte collaboration internationale.
Pour obtenir plus d'informations, contacter: Laurent Testut

Mai 2005

Mercredi 25 mai 2005 à 11h salle Coriolis (OMP) :

Brian Arbic en collaboration avec Florent Lyard et Laurent Bessières.

Titre : en attente

Jeudi 19 Mai 2005 à 11h en salle LYOT (OMP) :

Benoit LEGRESY (LEGOS) et Matt KING (Universite de Newcastle, UK).

Titre : Interaction de la marée océanique avec les glaciers antarctiques.

Résumé : Les pertes de masse de la calotte de glace antarctique se font principalement par vêlage d'iceberg au travers de plates-formes et langues de glace issues des glaciers émissaires. Depuis peu l'utilisation des technique GPS de haute précision ont permis de mettre en évidence des liens plus ou moins direct entre la marée océanique et les vitesses d'écoulement de certains de ces glaciers. Un des plus démonstratifs de ces glaciers est le glacier Mertz, proche de Terre Adélie ou l'on a constate des variations de vitesse d'écoulement allant de 700 m/an a 2400 m/an au cours de la même journée. Nous présenteront une étude complète du phénomène sur le glacier Mertz où on a pu identifier et documenter un phénomène de couplage, a la fois par des mesures GPS et par des observations d'interférométrie radar à synthèse d'ouverture. Nous présenterons ensuite plusieurs cas d'influence de la marée sur l'écoulement des glaciers tout autour de l'antarctique, pour lesquels les phénomènes physique de couplage ne sont pas toujours bien identifies, mais néanmoins réel. Notamment des observations des plate formes de glace Brunt, Ronne et Amery et des fleuves de glace de Siple Coast. Ces observations récentes bousculent la vision que l'on avait du fonctionnement de ces glaciers émissaires.

Vendredi 13 Mai 2005 à 14h en salle CORIOLIS (OMP) :

Sylvain Ouillon (Nouveau membre du LEGOS, IRD Nouméa)

Titre : L'Etude intégrée de l'hydrodynamique et du transport particulaire dans le lagon de Nouvelle-Calédonie.

Avril 2005

Mercredi 13 avril 2005 à 11h, en salle Coriolis (OMP) :

Philippe Lognonné (IPGP) en collaboration avec Anny Cazenave (LEGOS)

Titre : Télésismologie atmosphérique : Rêve ou réalité ?

Mardi 12 avril 2005 à 11h, en salle Coriolis (OMP) :

Dr. Bettina Fach (Alfred-Wegener-Institute for Polar and Marine Research, Germany).

Titre : Modeling the transport of Antarctic krill (Euphausia superba) across the Scotia Sea: krill growth and survival.

Résumé : The Antarctic krill (Euphausia superba) populations at South Georgia, which is in the eastern Scotia Sea, are hypothesized to be sustained by import of individuals from upstream regions, such as the western Antarctic Peninsula. To test this hypothesis a modeling framework consisting of the Harvard Ocean Prediction System (HOPS) and a time-dependent, size-structured, physiologically-based krill growth model was developed. The simulated circulation fields obtained from HOPS were used with drifter studies to determine regions and pathways that allow transport of Antarctic krill to South Georgia. Different food time series of phytoplankton, sea ice algae, detritus and heterotrophs were composed along the simulated drifter trajectories using historical Coastal Zone Color Scanner measurements, Special Sensor Microwave/Imager measurements and historical data. These food resources, along specified drifter trajectories were then input to the krill growth model to determine the size and viability of krill during transport from the source region to South Georgia. The drifter simulations showed that krill spawned along the mid to northern portion of the west Antarctic Peninsula continental shelf, coinciding with known krill spawning areas, can be entrained into the Southern Antarctic Circumpolar Current Front and be transported across the Scotia Sea to South Georgia in 10 months or less. Drifters originating on the continental shelf of the Weddell Sea can reach South Georgia as well; however, transport from this region averages about 20 months. The krill growth model simulations showed that no single food source, such as pelagic phytoplankton, detritus, sea ice algae, or zooplankton, can support continuous growth of Antarctic krill during the 168 to 225 days needed for transport from the western Antarctic Peninsula to South Georgia. However, combinations of the food sources during the transport time enhanced krill survival, with zooplankton (heterotrophic food) and detritus being particularly important during periods of low pelagic phytoplankton concentrations. Additional simulations examined the effects of variability in wind stress, the transport through Drake Passage, and changes in the location of the Southern Antarctic Circumpolar Current Front on the transport and growth of Antarctic krill. The results of this study show that the successful transport of krill to South Georgia depends on a multitude of factors, such as the location of the spawning area and timing of spawning, food concentrations during transport, predation, and variations in the location of the Southern Antarctic Circumpolar Current Front (SACCF) and in sea ice extent.

Jeudi 7 avril 2005 à 11h, en salle Coriolis (OMP) :

Damia Gomis (Institut Mediterrani d'Estudis Avançats, IMEDEA(CSIC-UIB), Majorque, Espagne).

Titre : The migration of the Western Alboran sea gyre reported by in situ (hydrographic) data and satellite (SST and altimetry) data.

Résumé : On October 2003 an intensive oceanographic survey (BIOMEGA) was carried out in the Alborán sea, coinciding with a migration event of the Western Alborán Sea Gyre (WAG). The observations gathered during that cruise constitute the first field evidences of a migrated stage of the WAG. In this talk I will present the main features of the 3D hydrodynamic fields observed during BIOMEGA, devoting special attention to the comparison with SST and altimetry data. The causes of the gyre migration will be explored in terms of the quasi-geostrophic tendency equation. The whole set of observations will be compared with the mechanisms proposed by previous authors to explain the migration of the WAG.

Mercredi 6 avril 2005 à 11h, en salle Pyrénées (au LMTG, laboratoire derrière l'OMP) :

François Lacan (LSCE)
Contact: Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement L'Orme des Merisiers Bât. 712, p.35 F-91191 Gif-Sur-Yvette Cedex
Tél. +33 1 69 08 39 73 - Fax. +33 1 69 08 77 16 - http://francois.lacan.free.fr/job.htm

Titre: Apports de différents systèmes isotopiques (néodyme, cadmium et fer)à l'étude des cycles biogéochimiques océaniques.

Résumé : La composition isotopique d'un élément au sein d'un réservoir peut résulter des sources externes de cet élément. Dans ce cas, elle peut souvent être assimilée à un "colorant", injecté en un endroit spécifique et qui se dilue ensuite plus ou moins au sein du réservoir. Cela permet de suivre la trace de la source au sein du réservoir. A l'inverse, la composition isotopique d'un élément peut résulter de processus qui transfèrent préférentiellement un isotope vers un réservoir plutôt que vers un autre (par exemple le plancton assimile préférentiellement les isotopes légers du carbone). Dans ce cas, elle peut souvent être utilisée pour quantifier l'intensité du processus en question. Le néodyme (élément peu connu de la classification périodique) est injecté dans l'océan principalement le long des marges continentales. Différentes marges sont caractérisées par des compositions isotopiques, ou "couleurs", différentes. Nous verrons comment ces différentes couleurs transférées du continent vers l'océan permettent d'une part de quantifier les échanges de matière à l'interface continent/océan et d'autre part de suivre les masses d'eau advectées au sein de l'océan. Le cadmium est un élément qui prend part à la production phytoplanctonique. Son cycle océanique est étroitement corrélé à celui du phosphate. Par analogie aux autres éléments nutritifs (ex: C, N, Si), il est probable que la production primaire produise un fractionnement isotopique de cet élément. Les premières mesures de composition isotopique de cadmium réalisées dans l'océan et dans le phytoplancton seront présentées. Nous discuterons des applications potentielles de ce nouveau traceur. Le fer est un élément micro-nutritif, reconnu pour limiter la production primaire dans certaines régions océaniques dites HNLC (High Nutrient Low Chlorophyll). Des variations passées d'apports de fer à l'océan (qui pourraient avoir modulé l'intensité de la production primaire océanique) sont une des hypothèses proposées pour expliquer les variations passé du CO2 atmosphérique. Cependant les origines du fer apporté à l'océan sont encore mal contraintes et âprement débattues. Nous verrons de quelle manière les compositions isotopiques du fer (dont la mesure dans l'océan n'a pas encore été réalisée à l'heure actuelle) pourraient apporter des éléments importants de réponse à ce débat.

Mars 2005

Mardi 15 Mars 2005 à 14h, en salle Coriolis (OMP) :

Catherine Jeandel (LEGOS)

Titre : Significance of the Boundary Exchange on the Nd isotope oceanic cycle.

Résumé :Since the end of the eighties, it is recognized that the Nd isotopic composition (expressed as eNd) varies from ca 13 in the North Atlantic to ca 5 in the Pacific. It has been clearly established that far from any source of lithogenic material, eNd is a conservative tracer of water mass mixing. Since the range of eNd values of the deep waters are imprinted in the metalliferous sediments, they are used by paleoceanographers to trace the past variations of the thermohaline circulation. However, many studies conducted in the present day ocean highlight that the Nd budgets based only on dust/riverine inputs were not able to reconcile the Nd content and eNd variations between the 3 oceanic basins (the "Nd paradox"). The "missing source" was often suspected to be the oceanic margins although this has never been quantified. The results presented here partly solve this question by 1) quantifying how the NADW (motor of the thermohaline circulation) acquires its eNd value and 2) establishing that the boundary exchanges at the oceanic margins appear as a key process for the Nd cycle. Such processus could affect the distributions of other reactive elements, until remote areas as the middle of the oceanic basins. Enlarging such studies to other trace elements and isotopic tracers is among the goals of the forthcoming GEOTRACES program. 1C. Jeandel and , 1,2F. Lacan (1 CNRS-LEGOS, Toulouse and 2 CNRS/CEA-LSCE, Saclay).

Lundi 14 mars 2005 à 11h en salle Coriolis (OMP) :

A.S. Unnikrishnan (National Institute of Oceanography, Goa, Inde)

Titre: Extreme sea level variability along the east coast of India

Key words: Bay of Bengal, Oceanographic factors for the generation of cyclones in the Bay, storm surges from tide gauge data, Statistical analysis, Regional climate model, Storm surges in a future climate scenario.

Resume : The east coast of India is characterized by the occurrence of storm surges resulting from the tropical cyclones generated in the Bay of Bengal. Tropical cyclones, found in the Bay, are formed mostly during the post-monsoon period (October to December) and to some extent during monsoon (June to September) season. SST, stratification in the upper layers, Evaporation/Precipitation/Run off, winds etc. in the Bay are found to be more favorable, when compared to the Arabian Sea, for convective activities in the atmosphere which lead the generation and intensification of tropical cyclones (Shenoi et al., 2002). The storm surges, associated with cyclones, are studied by analysing the past tide gauge data and the corresponding meteorological data. Statistical techniques such as extreme value analysis, joint probability method etc. are used to estimate the return periods of extreme sea level events at tide gauge stations, Paradip, Vishakhapatnam and Chennai along the east coast of India (Unnikrishnan et al., 2004). Occurrence of tropical cyclones and storm surges in a future climate scenario was studied by analysing the results (2041-2060) of a regional climate model, HadRM2, for the northern Indian Ocean. The results available for an IS92a scenario (IPCC, 2001) involves two simulations (i) control run and (ii) a run with increased concentrations of CO2. A storm surge developed for the Bay of Bengal, was forced by winds from HadRM2 and tides from the global tidal model (Le Provost et al., 1995) to generate the surges in the period 2041-2060. Results indicate increase in frequency of tropical cyclones and storm surges during the GHG simulations when compared to the control simulation.

Mercredi 9 mars 2005 à 11h en salle Coriolis (OMP) :

Paolo Cipollini (Southampton Oceanography Centre - UK)

Titre : Oceanic planetary waves and their signature in ocean colour: a review

Résumé : Planetary waves in the oceans are both important (for ocean circulation) and fascinating. One of their fascinating aspects is that the definitive proof of their existence and ubiquity (predicted by Carl-Gustav Rossby's in the late 1930s) has been obtained only recently, thanks to the advent of accurate altimetric measurements from satellites. Another very intriguing aspect is that planetary waves are now being seen in almost any satellite dataset that we look at: not only sea surface height, but also sea surface temperature (for instance from ATSR) and ocean colour. The signature of planetary waves in ocean colour implies some effects of the waves on biology and raises interesting questions on the underlying mechanisms: is that signature purely an effect of horizontal advection or could it be the result of vertical motion? In this talk I will first describe some of the techniques that we use to observe planetary waves in satellite data (Altimetry and SST), including some techniques for the tracking of individual wave events, and I will compare the results with the theoretical predictions. Then I will present and a modelling and observational study where we have compared the signature of the waves in the SSH and ocean colour datasets and tested several mechanisms for production of the signal, including horizontal (passive) north-south advection by the wave against a mean background gradient, and vertical upwelling of nitrate, which is converted into chlorophyll. The results show that over most of the ocean, the chlorophyll signal is well explained by horizontal advective processes, although we cannot rule out that there exist locations where the biological (vertical) mechanisms may be playing a significant role.

(My talk at the colloquium, on Thursday, will be on the possible effects of topography on PW propagation, which is somehow complementary to what I cover in the seminar).

Mardi 8 mars 2005 à 15h15, en salle Coriolis (OMP) :

Sabine Philipps

Titre : Restitution de la salinité de surface à partir des mesures simulées SMOS.

Résumé : La salinité de surface de la mer (SSS) est un paramètre important pour la circulation océanique. Elle est cependant mal connue, car l'échantillonnage spatio-temporel des mesures in-situ est encore insuffisant, notamment dans l'hémisphère sud. La mission satellite SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) a été retenue par l'ESA en tant que « Second Earth Explorer Opportunity Mission » avec un lancement prévu en 2007. Le satellite sera équipé d'un interféromètre à ouverture synthétique en bande L (1.4 GHz) qui mesurera des températures de brillances (TB), donnant accès à la SSS dans des pixels d'environ 40 km à l'échelle globale avec une répétitivité de 3 jours à l'équateur. L'objectif de ce travail est de quantifier à l'aide d'un simulateur (fourni par Ph. Waldteufel) la précision de la restitution de la SSS mesurée par SMOS. Pour cela les caractéristiques de l'instrument et de l'océan sont prises en compte, les modèles directs et les méthodes d'inversion disponibles aujourd'hui sont utilisés. A cette fréquence, les TB dépendent également de la température de surface de la mer (SST) et de la rugosité de surface (dépendant en première approximation du vent instantané W) et une connaissance a priori de ces paramètres, provenant de données auxiliaires, sera nécessaire. L'impact sur la salinité restituée des erreurs sur ces données auxiliaires (SSS, SST et W) et du bruit instrumental sur les températures de brillance mesurées est étudié. Il apparaît que l'erreur importante (1 psu rms en moyenne) sur la SSS restituée pour un pixel provient essentiellement des erreurs instrumentales sur les TB, de la SST et de l'incertitude sur le vent auxiliaire. Pour la plupart des applications océanographiques, le « Global Ocean Data Assimilation Experiment » (GODAE) préconise une précision de 0.1 à 0.2 psu pour des échelles de 200km et 10 jours. Lors de ce moyennage spatio-temporel, il s'avère que les données auxiliaires et leurs erreurs ont une très grande influence sur la qualité de la SSS moyennée. Nous avons montré, en utilisant un jeu de données auxiliaires indépendant de celui utilisé pour simuler les TB, que les erreurs sur ces données auxiliaires seront corrélées et que le moyennage à l'échelle GODAE ne réduirait pas autant que théoriquement annoncé l'erreur sur la salinité (0.27 psu au lieu de 0.08 psu). Ces résultats permettent cependant d'atteindre la précision requise par GODAE dans les zones d'eaux chaudes ou dans les zones où le vent est connu avec une bonne précision.

Février 2005

Jeudi 24 février 2005 à 11h, en salle Coriolis (OMP) :

Sergey Varlamov (Researcher on MERSEA project at METEO FRANCE http://nmg.riam.kyushu-u.ac.jp/~vsm/)

Titre : Internal tidal waves and inertial oscillations in the operational Japan Sea ocean circulation model.

Résumé : The prototype of ocean prediction system for the Sea of Japan that was developed and operates in the RIAM of Kyushu University will be shortly reported. The system provides basic information and forecasts of the ocean (Japan Sea) state for wide range of potential users. Japan Sea is a deep (up to 4 km) semi-enclosed marginal sea between the Japan and the continent, with strong seasonality (Far-Eastern monsoon) and many features of global ocean like existence of western boundary current (Korean warm current), evidence of deep convection etc. The RIAMOM ocean circulation model serves as a system?s core. Operational version of RIAM OCM is a version of basic model adapted to the needs of daily operational forecasts. It is z-coordinates and regular latitude-longitude B-grid model with free surface and barotropic - baroclinic modes splitting that implements many of advanced modern parameterizations and numerical schemes. Operational version of system, in addition, includes the tidal module, TOGA-COARE bulk parameterization of surface fluxes and number of service modules to organize system?s data flow and operations. Model has open boundaries in relatively shallow straits (max 150 m) where the seasonally varying mean inflow and tidal forcing are implied. The ocean circulation model bypassed a number of tests on its ability to reproduce realistically both the long-term mean climatic features of the Japan Sea circulation as well as its short term variability. Looking on the short-term phenomenon, it could be mentioned the strong inertial oscillations of the sea currents, non-periodic wind drift and tidal waves that are superimposed on the large-scale circulation patterns. Interaction of barotropic tidal waves with the continental slope produced strong internal tidal waves mainly on the slope off the Tsushima strait with vertical displacements up to 50 meters. Semi diurnal waves propagate from the slope through the sea when diurnal waves, having frequency less then critical inertial frequency, form the trapped shelf slope waves traveling to the right along the slope. These shelf waves have an important impact on the modeled Japan Sea circulation owing to the related heat, momentum and vorticity transport in the zone adjacent to the southern continental slope, where the warm Pacific waters enter the Japan Sea and form the ?western boundary current?. To support the realistic features of this current in both tidal and non-tidal versions of model it required the adjustment of used horizontal viscosity and/or diffusivity values so that simulation with included tidal processes required almost one order larger horizontal friction to support the formation of realistic warm western current. Regular short-term forecast of Japan Sea oceanographic conditions were started at the end of September 2004. Recent forecasts are available through interactive web page in graphical form as maps, sections or time series at the http://jes.riam.kyushu-u.ac.jp/

Provided forecasts have to be treated as preliminary and works on the system improvement have to be done.

Janvier 2005

Jeudi 27 janvier 2005 à 11h salle CORIOLIS (OMP) :

Baris Salihoglu (Old Dominion University, Etats Unis)

Titre : Modeling the effects of physical and biogeochemical processes on phytoplankton species and carbon production in the Equatorial Pacific ocean.

Jeudi 13 janvier 2005 à 11h en salle LYOT (OMP) :

Thierry Delcroix (IRD-LEGOS)

Titre : Time and Space Scales for Sea Surface Salinity in the Tropical Oceans (séminaire en français)

Résumé : An unprecedented compilation of Sea Surface Salinity (SSS) data collected in the three tropical oceans (30°N-30°S) are examined for the period 1970-2003. The SSS data are derived mainly from 13 trans-oceanic Voluntary Observing Ship tracks and from 35 TAO/TRITON and 13 PIRATA moorings. Owing to the climatic importance of SSS, the data are used to present an overview of SSS variability, to evaluate the SSS time and space scales, and to assess the ability of the present in situ (and future remote) observing system to adequately resolve the variability of interest. After quality control procedures, SSS is analyzed both as gridded fields (2° longitude, 1° latitude, 1 month) and as high-resolution records (0.02° latitude/longitude and one day). The gridded fields are used to describe the mean, standard deviation, and seasonal SSS cycle, as well as to estimate the characteristic scales for SSS. Results show that the monthly standard deviation of SSS mostly ranges within 0.1-0.3, except in regions with strong seasonal cycles (e.g., in the Atlantic and Pacific Inter-Tropical Convergence Zones and south of India) or prominent ENSO (El Niño Southern Oscillation) signals (e.g., in the western Pacific warm pool and in the South Pacific Convergence Zone) where standard deviations can range from 0.4 up to 1.4. The time scale for SSS is generally less than 3 months, while it reaches 4-8 months in regions where the variability is mostly controlled by ENSO. The meridional scale for SSS is generally 2-3° latitude, increasing to 4-7° latitude in the western Pacific warm pool and poleward of 10-20° latitude. The zonal scale for SSS is 15-20° longitude in the equatorial Pacific and in the South Pacific Convergence Zone (SPCZ), and 4-7° longitude along 8°-10°N in the Indian Ocean. Decorrelation scales in the western Pacific warm pool tend to be smaller during La Niña time periods, with values approaching those found for the central Pacific. The signal to noise ratios are on average of the order of 1-1.5, meaning that part of the variability is not resolved from gridded fields. High resolution records are thus used to assess the short time/space SSS variability on time and space scales shorter than the above-noted grid sizes. It is shown that the mean expected variability of SSS over a period of 10 days in a 1° latitude and 2° longitude box (i.e., the resolution requirement for the Global Ocean Data Assimilation Experiment (GODAE)) is about 0.2, with however notable regional differences in this value. The implications of this short time/space variability are discussed in the context of the 0.1 SSS GODAE accuracy requirement.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminaires 2004

by octavosd — last modified Dec 29, 2010 03:19 PM

Séminaires 2004

Octobre 2004
Lundi 11 octobre 2004 à 11h en salle Coriolis (en anglais) Keith RODGERS (LODYC) Titre : Transient tracer and CO2 modeling with ORCA2.
Résumé : A series of tracer modeling experiments which have been performed with the ORCA2 configuration of the OPA model are presented. For each case, the model has been forced at the surface with NCEP reanalysis fields over the period 1948-2003. The first set of experiments consists of transient tracer simulations using CFCs and bomb-radiocarbon. The model output is compared with transient tracer inventory data products generated using WOCE and GEOSECS measurements. It is demonstrated that the model does a reasonable job reproducing the main features of the global scale distributions of the transient tracers.	It is shown that the impedence to ocean uptake of bomb-14C is largely controlled by gas exchange whereas for F11 it is controlled by interior ventilation rates. The second set of experiments concern simulations of air-sea CO2 flux variability using the PISCES carbon cycle/food-web model which is imbedded in OPA. Simulated CO2 fluxes are compared with a range of observations as well as other models from the NOCES (Northern Ocean Carbon Exchange Study) project with particular emphasis on the Equatorial Pacific and Southern Oceans.
Vendredi 1 octobre 2004 à 11h en salle Jules Verne (le séminaire sera partie en anglais, partie en français) A.S. Unnikrishnan (National Institute of Oceanography, Goa, India) "Lead Author" pour la préparation du 4eme rapport IPCC sur la thématique du niveau de la mer Titre : Extreme sea level analysis for the east coast of India
Résumé : The east coast of India is characterized by the occurrence of storm surges resulting from the tropical cyclones generated in the Bay of Bengal. Most of the earlier studies concentrated on development of numerical models to simulate and predict individual storm surge events. In the present study, hourly tide gauge data (1974-'88) were analysed statistically for three stations, namely, Paradip, Vishakhapatnam and Chennai. The analysis involved two independent methods (i) Fitting an extreme value distribution to the selected extreme sea level events during the period (ii) Joint probability method using all hourly values.	The analysis was performed to estimate the return periods of extreme sea level events. The results obtained from both the methods are found to be consistent. The present study is complementary to the numerical modeling work as far as the study on storm surges along the Indian coasts are concerned. (Reference: Unnikrishnan A.S., D.Sundar and D. Blackman (2004) Analysis of extreme sea level along the east coast of India. Journal of Geophysical Research, Vol. 109, C06023, doi:101029/2003JC002217).
Septembre 2004
Jeudi 3 septembre 2004 à 11h00 (salle CORIOLIS, OMP) : Roger François Title : Large and Rapid Deglacial Changes in the Rate of the Atlantic Meridional Circulation Recorded in sedimentary 231Pa/230Th: Implications for possible future abrupt climatic changes.
Résumé : The ocean's meridional overturning circulation (MOC) is an important mechanism for heat transport and inter-basin exchange of water and salt. Changes in the rate of the Atlantic MOC are widely believed to affect climate but a direct link with past climate variability has been difficult to demonstrate. Although past changes in Atlantic MOC have been inferred from changes in deep water chemical composition derived from sedimentary nutrient proxies, these reconstructions provide insufficient constraints on the rate of overturning to establish their climatic impact. 231Pa/230Th, a new kinematic proxy for MOC, was measured in a high accumulation-rate sediment core from the subtropical North Atlantic.	The results reveal that large and rapid variations in the rate of Atlantic MOC occurred in concert with millennial-scale climatic events during the last deglaciation. Meridional overturning was nearly or totally eliminated during the coldest deglacial interval in the North Atlantic region, which coincided with the catastrophic iceberg discharge Heinrich Event H1, and declined sharply but briefly into the Younger Dryas cold event. The deglacial accelerations in MOC following these cold intervals were associated with the two most abrupt regional warmings recorded in Greenland ice cores and North Atlantic sediments and coincided with accelerations in sea level rise.
Juillet 2004
Vendredi 9 juillet 2004 à 11h30 et 14h00 (salle CORIOLIS, OMP) : Bill Skamarock (National Center for Atmospheric Research, Boulder, CO, USA)
11h30 : Experimental High-Resolution NWP : Preliminary Results from BAMEX and Model Formulation Issues.	14h00 : Ensemble Kalman Filter Techniques for Doppler Radar DataAssimilation in Convective-Scale Models.
Juin 2004
Mercredi 30 juin 2004 à 11h00 (Salle CORIOLIS, OMP) : Pr. Johann Lutjeharms (Dept of Oceanography, University of Cape Town) Titre: "What we know and what we do not know about the South West Indian Ocean; setting some research priorities"
Mardi 29 juin 2004 à 10h00 (Salle LYOT, OMP) : Séminaire thèsards 2è année (2è partie) :
10h00 : FRAPPART Frédéric, Boursier CNES/ALCATEL Directeur de thèse : Anny CAZENAVE Hydrologie spatiale : développement d'outils méthodologiques pour l'utilisation de la télédétection spatiale sur les grands bassins fluviaux.	10h25 : LOMBARD Alix, Boursière BDI Directeur de thèse : Anny CAZENAVE Variations actuelles du niveau de la mer : observations et causes
Jeudi 24 juin 2004 à 10h00 (salle LYOT, OMP) : Séminaire thèsards 2è année (1ère partie) :
10h00 : LAMOUROUX Julien, Boursier CIFRE LEGOS/NOVELTIS/ ANRT Directeur de thèse : Pierre DE MEY éaux forçages atmosphériques et assimilation de données spatiales et in situ dans un modèle à surface libre du Golfe de Gascogne et du Plateau Européen 10h25 : CHARRIA Guillaume, Boursier CNES Directeur de thèse : Isabelle DADOU et Pierre DE MEY Utilisation et impact des données couleur de l'eau satellitales pour contraindre un modèle couplé physique/biogéochimie de l'Océan Atlantique Nord à haute résolution.	10h50 : BESSIERES Laurent, Boursier DGA/CNRS, Directeur de thèse : M. Gurvan MADEC et Florent LYARD Modélisation des marées barotropes et baroclines dans le contexte MERCATOR
Vendredi 18 juin 2004 à 11h00 (salle Jules Verne, OMP) : Valerie Chavagnac (Southampton Oceanography Centre) Titre : Enregistrement de l'activité hydrothermale par les carottes sédimentaires: Exemples de Rainbow (dorsale Atlantique) et de la zone de subduction de l'Izu Bonin (Océan Pacifique)
Résumé : Les systèmes hydrothermaux sont une caractéristique géologique du réseau mondial des dorsales océaniques et représentent l'expulsion de fluides de haute température, qui ont percolé dans la croûte océanique. Ces fluides "flottant" au dessus de l'orifice des cheminées hydrothermales se mélangent avec vigueur et rapidement avec l'eau de mer environnante. Au cours de cette dilution, une large variété de particules poly-métalliques hydrothermales, sulphide et oxy-hydroxide, sont produites, formant ainsi un panache. Les sulphates, sulphides et autres minéraux lourds précipitent proche de la cheminée hydrothermale alors que les particules fines d'oxy-hydroxides, enrichies en élément de l'eau de mer (Th, REE, As, P), sont latéralement transportées par des courants des dizaines de kilomètres au delà de la zone d'expulsion. Les fluides hydrothermaux ont des compositions géochimiques fortement enrichies en métaux (i.e. Fe, Mn, Cu, Zn etc...) par rapport à leur source initiale, qui est l'eau de mer. Les systèmes hydrothermaux sont reconnus comme une zone privilégiée pour le 'scavenging" d'éléments, jouant de ce fait un rôle important pour les cycles géochimiques et marins des éléments.	Au cours de ce séminaire, je vais démontrer que les carottes sédimentaires, échantillonnées à proximité d'une cheminée hydrothermale (Exemple de la dorsale Atlantique), enregistrent effectivement l'activité hydrothermale. Selon une méthode de dissolution séquentielle, il est possible de distinguer et de caractériser les différents types d'apports en éléments du système hydrothermal aux sédiments marins. Dans le deuxième exemple à la zone de subduction de l'Izu Bonin, la colonne sédimentaire enregistre un fort apport hydrothermale à 132 Ma. Les compo sitions géochimiques et isotopiques radiogéniques des sédiments à 132 Ma (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd, 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb) sont très différentes de celles des mêmes sédiments mais plus jeunes. L'apport hydrothermal ne peut pas s'expliquer que par l'activité hydrothermale de la dorsale océanique. L'emplacement d'un plateau océanique à proximité représente une source potentielle de fluides hydrothermaux et pourrait ainsi expliquer l'enregistrement hydrothermal sur une période de 4 Ma.
Jeudi 17 juin 2004 à 11h (salle LYOT, OMP) : Nicolas Ferry (MERCATOR) Titre : Variabilité interannuelle de la SSS dans l'océan Atlantique Tropical ouest : étude à l'aide d'un OGCM.
Résumé : La variabilité interannuelle de la salinité de surface de l'Atlantique tropical ouest est etudiée à l'aide d'un OGCM. Cette partie de l'Atlantique tropical est en effet sujette à de forte variations de salinité liée à la présence des fleuves Amazone et Orénoque, à une forte variabilité saisonnière des courants et de la ZCIT. Plusieurs simulations sont réalisées en testant différentes paramétrisations du flux d'eau douce à la surface. Seule la simulation sans terme de rappel vers une salinité de surface de référence permet de reproduire correctement la variabilité interannuelle observée.	Une étude de processus montre que cette variabilité interannuelle de plusieurs PSU près de la cote est essentiellement due à l'advection qui peut propager les anomalies de salinité loin de leur lieu d'apparition. La phase de destruction de ces anomalies de salinité se fait par le biais de l'entraînement à la base de la couche de mélange. On identifie également une très forte saisonnalité dans l'apparition / destruction des ces anomalies de SSS.
Jeudi 10 juin 2004 à 11h (salle CORIOLIS, OMP) : Guy Caniaux (CNRM, Météo France) Titre : Apport de la Campagne POMME à la détermination des flux de surface et à la modélisation de l'océan superficiel.
Résumé : Le Programme Océanographique Multidisciplinaire à Moyenne Echelle (POMME) était consacré à la formation et à la subduction des eaux à 11-13°C sur le proche Atlantique Nord-Est (23W-12W et 35N- 45N). Un jeu conséquent de données océaniques et atmosphériques a été collecté pendant un an au cours de la période comprise entre septembre 2000 et octobre 2001. En raison de l'importance des échanges océan-atmosphère sur le processus de subduction, un bilan complet et équilibré de chaleur, d'eau douce et de mouvement a pu être calculé sur la zone d'expérience, à partir de données satellites, de données in-situ et de sorties de modèles atmosphériques. Les données d'entrée pour le calcul de ce bilan ont été validées grâce à des observations recueillies notamment sur une bouée ancrée et sur un mât instrumenté installé à bord du R/V L'ATALANTE. Chaque composante du bilan de chaleur, d'eau douce et de mouvement a été évaluée individuellement. Les flux turbulents ont été calculés avec un algorithme bulk déduit spécialement des mesures de turbulence réalisées pendant l'expérience. Ces champs ont été restitués à fine échelle pour prendre en compte la variabilité méso-échelle des températures de surface de la mer. Afin de valider les bilans obtenus, un modèle unidimensionnel, capable simuler l'évolution de la couche mélangée moyenne sur l'ensemble de la zone, a été mis en oeuvre. En surface, il est forcé par les flux précédents; latéralement, il est forcé par des termes d'advection calculés à partir de données observées.	Cette modélisation a permis d'optimiser, grâce à un algorithme génétique, un jeu de paramètres en minimisant les écarts des sorties du modèle aux observations disponibles. A l'aide de cette technique, on propose une correction des flux de surface, de manière à ce qu'ils soient en accord avec les bilans thermique et salin observés, sur un an et pour l'ensemble du domaine de l'expérience. Cette estimation indique que le flux moyen annuel net de chaleur sur le domaine POMME est positif (+20 W/m2), signifiant un réchauffement de l'océan, alors que les évaluations des modèles CEPMMT et ARPEGE indiquent clairement un bilan négatif, respectivement de -10 W/m2 et de -25 W/m2. Cette évaluation révèle également que la distribution spatiale des températures de surface de la mer conditionne très largement les hétérogénéités du bilan de surface, que les modèles numériques opérationnels ne reproduisent pas. On présente enfin les résultats de deux modèles tridimensionnels, forcés par ce jeu de flux. Un accord remarquable est obtenu avec des observations indépendantes, notamment grâce à un modèle 3D pouvant assimiler des champs de courants et qui a pu être intégré pendant un an. Les résultats permettent d'évaluer d'une part l'influence des flux de surface sur les processus d'entraînement et de détraînement à la base de la couche mélangée; d'autre part de caractériser le rôle des fines échelles sur l'évolution des couches mélangées.
Jeudi 3 juin 2004 à 11h (salle CORIOLIS, OMP) : Billy Kessler (NOAA, PMEL) Titre : Circulation of the eastern tropical Pacific
Résumé : Unlike the central Pacific, where the winds are nearly zonal and the ocean properties and circulation are nearly independent of longitude, the eastern tropical Pacific is distinguished by wind forcing that is strongly influenced by the topography of the American continent. Its circulation is characterized by short zonal scales, permanent eddies and significant vertical transport off the equator. Notably, the Costa Rica Dome and a thermocline bowl to its northwest are due to winds blowing through gaps in the Central American cordillera, which imprint their signatures on the ocean through linear Sverdrup dynamics. The strong annual modulation of the gap winds and the meridional oscillation of the Intertropical Convergence Zone generates a Rossby wave, superimposed on the direct forcing, that results in a southwestward-propagating annual thermocline signal accounting for major features of the observed thermocline depth variations, including that of the Costa Rica Dome, the Tehuantepec bowl, and the North Equatorial Countercurrent (NECC).	Given the observed stratification and wind stress curl, planetary vorticity conservation also determines the distribution of vertical velocity in the region, with about 3.5 Sv of upwelling through the base of the thermocline under the Costa Rica Dome. This upwelling is associated with stretching of the water column under the dome, which thereby causes the northern Subsurface Counter Current (SSCC or Tsuchiya Jet) to turn away from the equator; about half the transport of the SSCC upwells through the thermocline via this mechanism. This may be part of the process by which intermediate- depth water, flowing into the Pacific from the south, is brought to the surface and into the northern hemisphere.
Mai 2004
Mercredi 5 mai 2004, 11h (salle Coriolis, OMP) : Jing-Jia Luo (Climate Variations Research Program - Frontier Research System for Global Change, Japan) Titre : South Pacific Origin of the Decadal ENSO-like Variation as Simulated by a Coupled GCM
Résumé : The physical mechanisms responsible for the decadal ENSO-like phenomenon in the Pacific are quite controversial and remain as a great challenge. Recent observational studies have shown pronounced subsurface signals moving from the South Pacific to the equatorial region, probably favored by the absence of the potential vorticity barrier in the Southern Ocean (Luo and Yamagata JGR2001; Giese et al. GRL2002; Bratcher and Giese GRL2002). This study is to revisit the influence of the South Pacific processes on the decadal ENSO-like variation by utilizing 200-year outputs of a high resolution coupled GCM (SINTEX-F1: ECHAM4 T106L19 + OPA + OASIS). This CGCM has been developed at Frontier under the EU-Japan collaboration using the Earth Simulator.	The model reproduces realistic decadal variability involved with the ocean-atmosphere interactions between the tropics and the South Pacific. Remotely forced by the tropical warm (cold) SSTAs, a southeast-northwest tilted anomalous atmospheric cyclone (anticyclone) appears in the South Pacific. This induces the same SE-NW tilted Ekman upwelling (downwelling) along the northeastern edge of the anomalous circulation, and gives rise to cold (warm) Tsub there. The South Pacific Tsub acts as an external thermal source to discharge/recharge the tropical ocean, thus, inducing decadal fluctuations of the ENSO-like phenomenon. The present coupled model results confirm in general the observational findings (Luo and Yamagata JGR2001). For the details of this study, readers are referred to Luo et al. (GRL2003).
Avril 2004
Jeudi 22 avril 2004, 11h00 (salle J. Verne, OMP) : Christophe MAES (IRD/LEGOS Toulouse)
Dans le cadre des prévisions des évènements El Nino, les conditions océaniques jouent un rôle majeur en tant que mémoire du système couplé océan-atmosphère. La prise en compte, ces dernières années, des observations satellites dans des schémas d'assimilation de données a révélé l'importance de la salinité dans les variations des anomalies du niveau de la mer. Cette signature haline se détecte particulièrement bien dans l'ouest de l'océan Pacifique caractérisé par des eaux chaudes et peu salées. Cette région est à l'origine des déplacements importants de la zone de convection atmosphérique, la plus forte du globe associée à des précipitations intenses, et aussi à l'origine du déclenchement des évènements El Nino. La présence permanente d'eaux chaudes supérieures à 28°C qui alimentent cette zone de convection résulte en partie d'une stratification haline particulière: la couche barrière de sel. Cette couche inhibe les échanges turbulents thermiques à la base de la couche de mélange au sein même des eaux chaudes. Elle permet par ailleurs un piégeage de la friction due au vent dans une couche de mélange peu épaisse, ce qui augmente l'extension zonale de ces eaux chaudes.	Si les mécanismes physiques entrant en jeu dans les échanges de chaleur des eaux chaudes sont assez bien appréhendés, leur mise en application et leur véracité sur le déclenchement d'un El Nino sont encore largement méconnues. Des analyses basées sur une estimation indirecte de profils de salinité suggèrent, en effet, un rôle pour la couche barrière de sel lors du déclenchement d'un évènement El Nino et pendant la période précédente celui-ci, période caractérisée initialement par une accumulation de chaleur dans l'ouest du bassin. Le rôle de la couche barrière de sel sur la dynamique d'El Nino lors de ces deux phases particulières sera étudié et détaillé à l'aide du modèle couplé de circulation générale océanique et atmosphérique OPA/ARPEGE. La prise en compte de la couche barrière de sel dans les analyses de l'océan Pacifique devrait apporter des améliorations pour les futures prévisions du phénomène El Nino.
Lundi 19 avril 2004, 11h00 (salle Coriolis, OMP) Clément de Boyer Montégut (LODYC-PARIS) Titre : Un atlas de profondeur de couche mélangée construit à partir de profils individuels
Résumé : Un nouvel atlas global de couche mélangée océanique (CMO) est construit à partir de profils individuels. Les atlas globaux précédents ont été fait à partir d'atlas de température ou de densité déjà interpolés sur une grille, et peuvent ainsi perdre des informations contenues dans les profils individuels. Le critère sélectionné pour estimer la CMO est une différence de température ou de densité avec la valeur de surface à 10 m de profondeur (DT=0.2 degC ou DRho=0.03kg/m3). Une validation du critère en température sur des séries temporelles de données de mouillage montre que la méthode réussit bien à suivre la base de la CMO. En particulier, la première restratification de printemps est mieux détectée qu'avec des critères plus grands généralem ent utilisés. De plus, on montre que pour un critère donné de 0.2 degC, la CMO estimée à partir de profils moyennés a un biais peu profond de 25% par rapport à la CMO calculée à partir des profils individuels. Une nouvelle estimation de l'épaisseur de couche barrière à l'échelle globale et saisonnière est également proposée. Un résultat intéressant est la prédominance dans les hémisphères d'hiver, aux hautes et moyennes latitudes, de couches compensées en densité sur la verticale, créant ainsi une couche homogène en densité mais non mélangée. On propose donc une estimation optimale de la CMO basée à la fois sur la température et sur la salinité.	Une validation indépendante du maximum annuel de CMO grâce aux données d'oxygene montre que cette estimation peut être biaisée dans les régions de pompage d'Ekman ou de forte activité biologique. La comparaison aux atlas précédents montre des différences significatives. Le cycle saisonnier est décalé plus tôt et le maximum de CMO est moins profond. Ces résultats justifient a posteriori l'intérêt de notre nouvelle approche. Références : http://www.lodyc.jussieu.fr/~cdblod/mld.html de Boyer Montégut C., G. Madec, A. S. Fischer, A. Lazar, and D. Iudicone, A global mixed layer depth climatology based on individual profiles, soumis à J. Geophys. Res, 2004. Coordonnées du séminariste : Laboratoire d'Océanographie DYnamique et de Climatologie bureau 431, 4ième étage, tour 45-55, boîte 100 4, place jussieu, 75252 PARIS Cedex 05, FRANCE tel : 33 (0) 1 44 27 27 11 / fax : 33 (0) 1 44 27 38 05 Clement.De-Boyer-Montegut@lodyc.jussieu.fr
Jeudi 8 avril 2004, 14h00 (salle J. Verne, OMP) : Christophe DELACOURT (Professeur à l'Université de Lyon) Titre : Mesure des champs de déplacement des glissements de terrain par Télédétection.
Résumé : La surface de la Terre est affectée par des déformations d'origines diverses (mouvements gravitaires, séismes, volcanisme, orogenèse, rifting, rebond post glaciaire, déformations anthropiques) caractérisées par des vitesses de quelques millimètres par an à quelques mètres par secondes, sur des échelles spatiales variant du décamètre au millier de kilomètres. La quantification spatio-temporelle de ces déformations permet d'accéder aux paramètres caractéristiques des processus qui les génèrent. Au cours de ce séminaire nous nous intéresserons principalement aux mouvements gravitaires. Dans une première partie la présentation d'un modèle analogique simple permettra de démontrer la nécessité d'une analyse multi échelle spatiale et temporelle des déformations de surface.	Différentes techniques de mesure de déformations seront ensuite présentées (GPS, Interférométrie différentielle d'image SAR, corrélation d'images optiques spatiales et aériennes, laser photogrammétrique, imagerie numérique au sol). Les développements méthodologiques spécifiques à leur utilisation pour le suivi des mouvements gravitaires ainsi que le potentiel et les limitations de chacune des techniques seront présentés. Les paramètres caractéristiques de deux glissements de terrain (La Clapière à proximité de Saint-Etienne de Tinée et La Valette située à proximité de Barcelonette) seront déduits de ces techniques.

NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.

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Seminars

Octobre

Mardi 11 octobre à 10h en salle Coriolis

Lundi 10 octobre à 11h en salle Coriolis

Lundi 3 octobre à 11h en salle Coriolis

SEPTEMBRE 2011

Jeudi 22 septembre à 11h en salle Coriolis

Jeudi 15 septembre à 11h en salle Coriolis

Jeudi 8 septembre à 11h en salle Coriolis

JUILLET 2011

Mardi 19 juillet à 11h en salle Coriolis

Lundi 4 juillet à 11h en salle Coriolis

JUIN 2011

Mercredi 29 juin à 14h en salle Coriolis

Jeudi 9 juin à 11h en salle Coriolis

Mardi 7 juin à 11h en salle Jules Verne

MAI 2011

Mardi 31 mai à 14h en salle Coriolis

Vendredi 20 mai à 11h en salle Jules Verne

Mardi 17 mai à 14h en salle Lyot

AVRIL 2011

Jeudi 28 avril à 11h en salle Jules Verne

Mardi 26 avril à 11h en salle Coriolis

Jeudi 21 avril à 11h en salle Jules Verne

Lundi 4 avril à 14h en salle Coriolis

MARS 2011

Mardi 29 mars à 11h en salle Coriolis

Jeudi 10 mars à 11h en salle Lyot

FEVRIER 2011

Jeudi 17 février à 11h en salle Coriolis

Vendredi 11 février à 11h en salle Coriolis

Vendredi 4 février à 14h en salle Coriolis

JANVIER 2011

Jeudi 27 janvier à 14h en salle Coriolis

Vendredi 14 janvier à 11h en salle Coriolis

Jeudi 13 janvier à 15h en salle Coriolis

Jeudi 6 janvier à 14h en salle Coriolis

Jeudi 6 janvier à 11h en salle Coriolis

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