Academic literature on the topic 'Océanographie – Recherche – Pacifique (océan)'

La salinité de surface de la mer (SSS : Sea Surface Salinity) influence la dynamique océanique et porte la signature du cycle de l'eau à l'interface océan-atmosphère. Pour mieux comprendre ses variations, le Service national d'observation SSS (SNO SSS) du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (Legos, Toulouse) gère un réseau global de navires d'opportunité équipés de thermosalinographes, initié il y a 50 ans. La maintenance des instruments est effectuée aux ports de Nouméa et du Havre par l'Institut de recherche pour le développement (IRD). Les données sont transmises en temps réel pour la surveillance des instruments et l'océanographie opérationnelle. Après correction des dérives instrumentales en temps différé, les données sont mises à disposition de la communauté scientifique internationale, et permettent d'étudier des processus océaniques et climatiques d'échelle régionale à globale, ou de valider modèles et données satellitaires. Sea Surface Salinity (SSS) affects the ocean dynamics and bears the signature of the water cycle at the ocean-atmosphere interface. To better understand its variations, the French SSS Observation Service from the Laboratory for Studies in Geophysics and Spatial Oceanography (LEGOS, Toulouse, France) manages a global network of voluntary observing ships equipped with thermosalinographs (TSG), initiated 50 years ago. The instruments are regularly serviced at harbour calls in New Caledonia and mainland France by the French National Research Institute for Sustainable Development (IRD). Data are transmitted in real time for instrument monitoring and operational oceanography. After correction of instrumental drifts in delayed time, data are freely distributed to the international research community, and used for process-oriented climate studies from regional to global scale, or for validation of models and satellite data.

La variabilité et la dynamique de l'upwelling côtier du Nord du Pérou au Sud du Chili (50°S) et des courants associés (CPCC Chile Peru coastal Current et PCUC Peru-Chile Undercurrent) ont été étudiées à l'aide de données satellites et de modèles numériques. Les caractéristiques des variations le long de la côte sont séparées par une zone de transition autour de 20°S où les vents, l'upwelling et le PCUC sont particulièrement faibles. Les origines des eaux du PCUC et de l'upwelling ont également été étudiées à l'aide d'outils lagrangiens et les transports ont été quantifiés. Trois sources ont été identifiées : l'EUC (Equatorial Undercurrent), les SSCC (Southern Sub-Surface Counter Current) et une troisième source au Sud du Chili, liée à l'ESPIW (Eastern South Pacific Intermediate Water).

Les modèles couplés de circulation générale (CGCMs) sont largement utilisés pour mieux comprendre les processus physiques à l'oeuvre dans le système climatique et prévoir la variabilité du climat à l'échelle d'une saison et au-delà. Les imperfections des paramétrisations empiriques et le manque de résolution des modèles, entre autre, sont sources d'erreurs systématiques qu'il est nécessaire d'éliminer si l'on veut réduire les incertitudes du climat simulé passé, présent et futur. La persistence de biais systématiques depuis plusieurs générations de modèles montre que l'on ne peut se contenter d'une approche qui consiste à inclure progressivement de nouvelles paramétrisations pour espérer réduire significativement les biais systématiques. Il est nécessaire de trouver de nouvelles stratégies d'évaluation des modèles couplés. Une approche systématique d'attribution des biais qui repose sur l'étude de l'ajustement des CGCMs initialisés proches des observations est développée dans ce travail. Il s'agit de relier les erreurs systématiques de la climatologie d'un CGCM stabilisé aux biais présents initialement, et indépendamment du couplage, dans chacune de ses composantes. Associée aux techniques d'analyse déjà existantes, comme les protocoles transpose AMIP pour l'atmosphère, la stratégie proposée forme une chaîne d'analyse complète permettant d’attribuer les biais des modèles à des paramétrisations précises. Cette approche nouvelle et structurée est généralisable à d'autres modèles et d’autres biais et permet de hiérarchiser les développements des CGCMs afin de réduire significativement les biais systématiques
Coupled General Circulation Models (CGCMs) are largely used to understand the physical processes of the climate system, and to predict climate variability from the seasonal to centennal time scales. The deficiencies of empirical parameterizations and the lack of resolution generate systematic biases that need to be eliminated in order to reduce the uncertainty of the past, present and future simulated climate. The persistence of systematic biases for several generations of models shows that the progressive implementation of development of parameterization is not sufficient to significantly reduce systematic biases. It is thus necessary to propose new evaluation strategies for coupled models. A systematic approach to diagnose the origin of biases, based on the analysis of the adjustment of coupled simulations initialized close to observation, is developped in this work. The aim is to attribute the coupled errors to biases of CGCM components that develop independently present from coupling. Associated to the existent evaluation techniques, such as AMIP type protocols for the atmosphere, the proposed strategy forms a an end-to-end strategy to attribute coupled biases to precise parameterizations. This new and structured approach can be generalized to other models and other biases, and will help to define priorities in model development to significantly reduce systematic biases

L'hydrographie de surface de la marge Pacifique nord américaine est caractérisée par le système de courants de Californie dont l'intensité répond saisonnièrement à la dynamique des cellules atmosphériques nord-est Pacifique. Sur une plus grande échelle de temps, son intensité dépend d'oscillations climatiques : l'Oscillation Australe - El Nino (ENSO) et l'Oscillation Pacifique Décennale (PDO). Les assemblages fossilisés de coccolithophoridés de bassins sédimentaires océaniques (Santa Barbara et Soledad) ont permis de reconstruire la dynamique climatique de ces oscillations sur les derniers 28000 ans. L'ENSO et la PDO ont persisté durant toute cette période et se sont renforcées au cours du temps, leur cyclicité répondant à la précession des équinoxes. Les maxima de leur intensité sont observés à l'Holocène moyen et durant le 20ème siècle. L'étude morphométrique des coccolithes montre que leur calcification est principalement contrôlée par la température des eaux de surface océaniques
The North American Pacific margin surface hydrography is characterized by the California Current System (CCS) whose intensity seasonally responds to the dynamic of northeastern Pacific atmospheric cells. On longer time scales, CCS's intensity depends on climatic oscillators: the El Nino Southern Oscillation (ENSO) and Pacific Decadal Oscillation (PDO). The fossil assemblages of coccolithophores in two oceanic sedimentary basins (Santa Barbara and Soledad) were used to reconstruct the dynamics of these climate oscillations over the last 28,000 years. The ENSO and PDO have persisted throughout this period and have strengthened over time, their cyclicity responding to the precession. The maxima of their intensity are observed during the middle Holocene and during the 20th century. The morphometry of coccoliths shows that calcification is mainly controlled by sea surface temperature

Cette these porte sur l'etude de l'ocean a travers des mesures satellitales et lagrangiennes. Les satellites altimetriques fournissent une mesure de la topographie de la surface des oceans, donc des courants geostrophiques. On suit aussi les courants marins a travers les trajectoires argos des bouees derivantes. On compare puis combine les donnees altimetriques et lagrangiennes, qui decrivent chacune en partie la circulation oceanique. Deux zones sont distinctes sont etudiees. Le pacifique tropical, avec les donnees altimetriques de geosat et les bouees derivantes du programme toga durant la periode 1987-1989, pour comparer leurs composantes oceaniques a grande echelle. Puis l'atlantique nord-est, dans le bassin acores-canaries, pour etudier la circulation mesoechelle associee au courant des acores, a l'aide des mesures de semaphore-93. Une etude de strategie de lacher des flotteurs a ete effectuee lors de la preparation de cette campagne, par une optimisation de la distribution des bouees a l'aide d'un algorithme genetique. On montre que le deploiement des bouees doit etre decale vers l'ouest de la zone, avec une distance optimale de 90-100 km entre chacune des bouees. Les donnees oceaniques de la campagne sont comparees aux mesures altimetriques des missions topex/poseidon et ers-1. Le lacher de plus de 100 bouees derivantes de trois types differents ainsi que les mesures hydrologiques de juillet a novembre 1993 nous permettent de 1) verifier la precision des donnees altimetriques, meilleure que 5 cm ; 2) mettre en evidence l'apport de l'altimetrie pour la cartographie de la circulation oceanique ; 3) quantifier la dynamique de cette zone de l'ocean, en termes de circulation moyenne, de dispersion lagrangienne et de turbulence mesoechelle (tenseur de reynolds). Enfin, on etudie la composante ageostrophique du courant en surface en comparant les trajectoires de differents types de bouees et le vent

Cette thèse a pour objectif l’étude de la dynamique de méso et de subméso-échelle de l’upwelling du Pérou. Le système de courant de Humboldt, qui caractérise l’océan au large du Pérou et du Chili, fait partie des quatre grands Systèmes d’Upwelling de Bord Est (EBUS). Ces régions sont caractérisées par d’importants gradients horizontaux de température et de densité entre la côte et le large et par la présence d’une activité biologique considérable. Ce travail est basé sur l’analyse d’observations "glider" le long d’une section répétée dans une cellule d’upwelling au large de Pisco (14◦S). L’étude de ces données in situ a permis d’apporter une description fine de la structure verticale thermohaline et des courants côtiers encore mal connus de cet EBUS. Les données recueillies ont permis de calculer le courant le long de la côte et d’en documenter la structure verticale et la variabilité. Le courant de surface et le sous-courant ont ainsi pu être décrit avec une grande précision. De plus, un courant profond dirigé vers l’équateur, encore jamais mis en évidence à cette latitude, a été observé pendant le mois d’avril 2010. La dynamique de ce courant a été analysée à l’aide de deux modèles numériques. Il a ainsi été montré qu’il pouvait être associé à la propagation vers le pôle d’une onde piégée à la côte d’origine équatoriale. La reproduction de ce signal observé par un modèle linéaire académique a permis d’établir qu’il s’agissait d’un troisième mode barocline d’onde piégée à la côte. Les données hydrologiques recueillies ont aussi permis de mettre en lumière la présence de structures de subméso-échelle subsuperficielles à proximité du front d’upwelling. Différents processus susceptibles d’affecter la répartition des propriétés thermohalines ont été étudiés pour expliquer leur présence dans la zone d’étude. Des diagnostiques dynamiques ont permis de montrer que la frontogenèse, l’instabilité symétrique entraînée par le vent et l’étirement des gradients de grande échelle par la turbulence de méso-échelle sont autant de candidats pouvant expliquer la variabilité observée à submeso-échelle dans cette région. L’action conjointe de ces trois processus est vraisemblablement responsable de la création des intrusions thermohalines observées. Ce travail a permis de mettre en évidence la variabilité du front d’upwelling à plusieurs échelles spatiales et temporelles, l’importance de la dynamique de meso et de subméso-échelle dans ce système et de souligner sa complexité. Plusieurs processus ayant une importance primordiale ont pu être décrits de manière à améliorer notre compréhension du fonctionnement de l’upwelling du Pérou-Chili
The aim of this PhD thesis is to study meso and submesoscale variability in the Peru upwelling system, one of the four major Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS). These regions are characterized by horizontal temperature and density gradients between the coastal area and the open sea and by an enhanced biological activity. This work is based on "glider" observations along a repeat section in an upwelling cell offshore Pisco (14◦S). This in situ data gave the opportunity to describe the hydrological and alongshore velocity vertical structure in this EBUS. The acquired data allowed to estimate alongshore velocities and to study their vertical structure and variability. The surface current and the undercurrent have thus been described in detail. In addition, a deep equatorward intermittent cur- rent was evidenced in April 2010. Its dynamic and origin were studied with two eddy-resolving high-resolution models. It has been shown that this current is probably associated with a coastally trapped wave propagating from the equatorial region to the pole. This signal was also reproduced with a simple linear model and related to a third baroclinic mode of coastal-trapped wave. Hydrological data was also used to highlight the presence of submesoscale features in subsurface near the upwelling front. Different processes able to act on the distribution of thermohaline properties were studied to estimate their impact on the region. Dynamical diagnostics have shown that frontgenesis, wind driven symmetric instability and mesoscale stirring are taking place in the upwelling frontal region and could explain the observed submesoscale variability. Joint action of these three processes is likely responsible for the formation of the observed thermohaline intrusions. Variability of the upwelling front at several spatial and temporal scales was studied and the importance of meso and submeso scale dynamics highlighted in this complex system. Crucial processes have been described in order to improve the comprehension of the Peru-Chile upwelling system

Le travail presente est une contribution a l'etude des marees en mediterranee et dans l'ocean pacifique a l'aide d'un modele hydrodynamique. La dynamique de la maree est traduite par les equations bidimensionnelles de la propagation des ondes en eau peu profonde. L'ecoulement est force par les effets directs et indirects du potentiel luni-solaire d'attraction. L'energie se dissipe sous forme de frottement sur le fonde de l'ocean. Une discritisation numerique par elements finis est utilisee. Elle est la mieux adaptee pour ameliorer la representation de la dissipation d'energie dans les zones de faible profondeur qui sont les plus dynamiquement actives, car elle permet d'augmenter naturellement la resolution spatiale dans ces zones. Une optimisation de toutes les donnees d'entree du modele est realisee: construction d'un maillage de resolution spatiale liee a la longueur d'onde d'approximation elements finis, calcul de conditions limites optimales sur les frontieres marines aux problemes de grande taille. En resultat, on sait desormais predire la maree totale en mediterranee avec une precision de 3 cm pour un signal de 20 cm. L'onde principale m#2 sur l'ocean pacifique est simulee avec une precision de 4 cm, sur la partie nord ce qui en fait le meilleur modele actuel sur cette region , la partie sud presentant des defauts locaux qui en degradent un peu la precision globale

La Baie de Mejillones (Nord-Chili, 23°S) est sous l'influence d'un centre d'upwelling du système du courant d'Humboldt. L'analyse des données d'hydrologie, de bathymétrie, ainsi que les analyses sédimentologiques, géochimiques et micropaléontologiques à partir des sédiments superficiels et des carottes ont permis d'interpréter les facteurs influant sur la sédimentation. Le dépôt de sédiments riches en phytoplancton et de matière organique est induit par les hauts niveaux de productivité primaire associés aux événements de résurgence de l'upwelling voisin. La sédimentation hémipélagique est favorisée par une circulation réduite à l'intérieur de la baie. La prédominance des conditions hypoxiques des eaux de fond favorise la préservation des sédiments laminés. L'origine des lamines est associée à des différences dans l'intensité des flux biogènes. Les lamines résultent principalement des changements d'intensité de la productivité primaire liée à l'upwelling. La détermination géochronologique (210 Pb, 14 C) a montrée qu'une lamine représente une période de quelques années jusqu'à quelques décennies. Les données des carottes et leur comparaison avec des données climatiques historiques ont permis d'interpréter les variations océano-climatiques au cours de derniers siècles. Entre 1740 et 1820 les processus de résurgence et de productivité primaire ont été relativement moins intenses que pour les périodes suivantes. Entre 1820 et 1878 l'intensification des événements de résurgence et de productivité primaire a induit un renforcement de l'hypoxie de la Zone à Minimum d'Oxygène dans la région. Ces conditions se sont maintenues durant le 20ème siècle. La variabilité océano-climatique inter-décennale est liée à des conditions de " type ENSO " définies pour le 20ème siècle dans l'Océan Pacifique. Les comparaisons avec les signaux coralliens appuient l'idée d'un forçage tropical pour ce type de variabilité climatique.