Formation et devenir des masses d'eau en Méditerranée nord-occidentale PDF Download
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Author: Marine Herrmann
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Notre objectif est de contribuer à la compréhension du fonctionnement du système Méditerranéen grâce à la modélisation. Nous nous intéressons d'abord à la formation et au devenir des masses d'eau en Méditerranée nord-occidentale. L'influence de la résolution spatiale du modèle océanique est examinée lors de l'étude de la convection profonde au large pour une année réelle. Le rôle essentiel joué par les structures de méso-échelle dans la formation et le devenir de l'eau profonde est mis en évidence. La comparaison de simulations effectuées avec différents forçages atmosphériques permet de montrer l'influence de la résolution spatiale de ce forçage sur la modélisation de la convection, liée à l'importance des extrêmes atmosphériques. Puis nous examinons l'impact de la variabilité interannuelle atmosphérique et du changement climatique sur la formation d'eau dense sur le plateau du Golfe du Lion. Les volumes d'eau dense formée, exportée, et cascadant sont corrélés à la perte de chaleur atmosphérique hivernale. L'intensification de la stratification de la colonne d'eau d'ici la fin du XXIème siècle provoque une quasi-disparition du cascading. L'influence des processus physiques sur l'écosystème planctonique pélagique est examinée au moyen d'un modèle couplé hydrodynamique-biogéochimie...
Author: Marine Herrmann
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Notre objectif est de contribuer à la compréhension du fonctionnement du système Méditerranéen grâce à la modélisation. Nous nous intéressons d'abord à la formation et au devenir des masses d'eau en Méditerranée nord-occidentale. L'influence de la résolution spatiale du modèle océanique est examinée lors de l'étude de la convection profonde au large pour une année réelle. Le rôle essentiel joué par les structures de méso-échelle dans la formation et le devenir de l'eau profonde est mis en évidence. La comparaison de simulations effectuées avec différents forçages atmosphériques permet de montrer l'influence de la résolution spatiale de ce forçage sur la modélisation de la convection, liée à l'importance des extrêmes atmosphériques. Puis nous examinons l'impact de la variabilité interannuelle atmosphérique et du changement climatique sur la formation d'eau dense sur le plateau du Golfe du Lion. Les volumes d'eau dense formée, exportée, et cascadant sont corrélés à la perte de chaleur atmosphérique hivernale. L'intensification de la stratification de la colonne d'eau d'ici la fin du XXIème siècle provoque une quasi-disparition du cascading. L'influence des processus physiques sur l'écosystème planctonique pélagique est examinée au moyen d'un modèle couplé hydrodynamique-biogéochimie...
Author: Gurvan Madec
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La formation d'eau profonde en mediterranee nord occidentale et la circulation horizontale qu'elle induit sont etudiees dans un bassin rectangulaire en utilisant un modele tri-dimensionnel aux equations primitives. Le bassin est force par une climatologie de flux de chaleur et de sel, par un champ de tension de vent, ou les deux simultanement. Le modele est capable de reproduire les principaux traits du processus de formation d'eau profonde, en particulier le developpement de meandre par un processus d'instabilite barocline qui se produit a la peripherie de la zone convective. Il est montre que la circulation regionale cyclonique est essentiellement forcee par les flux thermohalins, tandis que l'addition d'une tension de vent en surface contribue au preconditionnement de la formation de l'eau profonde
Author: GURVAN.. MADEC
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LA FORMATION D'EAU PROFONDE EN MEDITERRANEE NORD OCCIDENTALE ET LA CIRCULATION HORIZONTALE QU'ELLE INDUIT SONT ETUDIEES DANS UN BASSIN RECTANGULAIRE EN UTILISANT UN MODELE TRI-DIMENSIONNEL AUX EQUATIONS PRIMITIVES. LE BASSIN EST FORCE PAR UNE CLIMATOLOGIE DE FLUX DE CHALEUR ET DE SEL, PAR UN CHAMP DE TENSION DE VENT, OU LES DEUX SIMULTANEMENT. LE MODELE EST CAPABLE DE REPRODUIRE LES PRINCIPAUX TRAITS DU PROCESSUS DE FORMATION D'EAU PROFONDE, EN PARTICULIER LE DEVELOPPEMENT DE MEANDRE PAR UN PROCESSUS D'INSTABILITE BAROCLINE QUI SE PRODUIT A LA PERIPHERIE DE LA ZONE CONVECTIVE. IL EST MONTRE QUE LA CIRCULATION REGIONALE CYCLONIQUE EST ESSENTIELLEMENT FORCEE PAR LES FLUX THERMOHALINS, TANDIS QUE L'ADDITION D'UNE TENSION DE VENT EN SURFACE CONTRIBUE AU PRECONDITIONNEMENT DE LA FORMATION DE L'EAU PROFONDE
Author: Pierre Damien
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Pages : 163
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La mer Méditerranée Nord occidentale est une des rares régions dans le monde où le phénomène de convection profonde se produit au large. La circulation cyclonique locale amène des eaux faiblement stratifiées à la surface et peut, sous certaines conditions atmosphériques hivernales spécifiques à la région (vents froids venant du nord et induisant des pertes de chaleur intenses à la surface de l'océan), mener à un mélange vertical diapycnal. Le phénomène de convection est à l'origine des eaux qui se forment en hiver: la WIW (Winter Intermediate Water) et les nWMDW (new Western Mediterranean Deep Waters). Quand les forçages atmosphériques diminuent en intensité, la restratification de la zone mélangée commence par l'advection d'eaux légères environnantes. Des structures de mésoéchelle et de submésoéchelle jouent un rôle important pendant ces évènements à la fois par l'approfondissement de la couche de mélange et l'export des eaux nouvellement formées. Le modèle SYMPHONIE a été implémenté avec une résolution de 1km sur le bassin nord occidental et les évènements de convection des hivers récents ont été simulés. Le premier objectif a été de vérifier la capacité du modèle à haute résolution à reproduire la réponse océanique aux forçages atmosphériques en terme de formation de masses d'eau et de représentation des structures de submésoéchelle. Cette validation a été réalisée par comparaisons avec un jeu de données disponibles et issues de l'observation. L'activité des petites échelles et le rôle qu'elles jouent dans un contexte d'approfondissement de la couche de mélange en hiver ont été soulignés. La dynamique agéostrophique qu'elles développent par la submésoéchelle contribue à une augmentation des vitesses verticales et de la diffusion latérale des propriétés de l'océan induisant une plus forte densification globale de la couche de mélange. Comme conséquences, la formation d'eaux denses ainsi que la ventilation des eaux profondes du bassin est favorisée. Pour la première fois, la formation de SCVs (Submesoscale Coherent Vortices) suite à un évènement de convection profonde a été modélisée en Méditérranée Nord-Occidentale en utilisant un modèle numérique à haute résolution dans un contexte réaliste. Des structures tourbillonnaires cycloniques et anticycloniques se forment à la frontière de la zone de mélange et présentent des temps de vie parfois supérieurs à une année reflètant de très lents processus de diffusion entre leur coeur et les eaux environnantes. Ces tourbillons sont typiques des SCVs observés jusqu'à présent dans les zones de convection profonde, participent dans une proportion importante (30%) à l'export des eaux nouvellement formées et jouent un rôle considérable dans la ventilation des eaux profondes du bassin.
Author: Jonathan Beuvier
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Cette thèse a pour but de progresser sur des points essentiels concernant le réalisme de la représentation de la formation et du trajet des masses d'eau en Mer Méditerranée, ainsi que de leur variabilité. A cet effet, plusieurs modèles océaniques régionaux de la Méditerranée, de résolutions horizontales différentes, sont développés et utilisés. Une configuration réaliste permettant de représenter la variabilité interannuelle des conditions aux limites de ces modèles (atmosphère, océan Atlantique, fleuves, mer Noire) est utilisée pour réaliser des simulations à long terme des 50 dernières années en Méditerranée. Deux événements rares, caractérisant la variabilité décennale en Méditerranée, sont étudiés : l'Eastern Mediterranean Transient (EMT) et la Western Mediterranean Transition (WMT). L'EMT est la période, au début des années 1990, pendant laquelle le site principal de formation d'eau dense dans le bassin oriental méditerranéen est passé du sous-bassin Adriatique au sous-bassin Egée. La capacité des simulations à long terme à reproduire la séquence d'événements composant l'EMT est tout d'abord démontrée. Parmi les éléments de préconditionnement et de déclenchement de l'EMT suggérés dans la littérature, nous montrons que les facteurs essentiels sont les flux hivernaux intenses au-dessus du sous-bassin Egée pendant les hivers 1992 et 1993. Le réalisme de la formation et de la propagation de l'eau crétoise profonde (Cretan Deep Water, CDW) pendant l'EMT est ensuite analysé dans les simulations de référence et de sensibilité. La propagation de la CDW au fond de la Méditerranée orientale n'est reproduite qu'avec des conditions atmosphériques modifiées. La WMT a commencé à l'hiver 2005 dans le Golfe du Lion, pendant lequel a été formé un volume très important d'eau profonde ouest-méditerranéenne (Western Mediterranean Deep Water, WMDW), caractérisée par une température et une salinité inhabituellement élevées. Les simulations reproduisent l'intensité de la convection profonde dans le Golfe du Lion pendant l'hiver 2005, qui est est due à la forte perte de flottabilité en surface. Elles indiquent également que des tourbillons cycloniques profonds, d'une centaine de kilomètres de diamètre, sont responsables du transport rapide de la nouvelle WMDW vers le Sud. Puis, les simulations à long terme permettent de replacer la WMT dans la variabilité décennale de la Méditerranée nord-occidentale. Elles montrent que l'EMT a potentiellement doublé le volume de nouvelle WMDW formé en 2005 dans le Golfe du Lion, mais qu'il n'est pas responsable de la température et de la salinité élevées de la nouvelle WMDW. Ces caractéristiques inhabituelles sont dues à l'absence de convection intense dans le Golfe du Lion pendant les années 1990, ce qui a favorisé l'accumulation de sel et de chaleur dans la Méditerranée nord-occidentale
Author: Abed El Rahman Hassoun
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Languages : fr
Pages : 197
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L’objectif de cette thèse est de contribuer à l’estimation des concentrations du CO2 anthropique (CANT) et de l’acidification en Mer Méditerranée, ainsi que d’estimer les variations futures de cette acidification. Dans un premier temps, il est nécessaire d’étudier la formation et le devenir des masses d’eau en Méditerranée, ainsi que la distribution des paramètres hydrologiques (température, salinité, oxygène dissous) et du système des carbonates (alcalinité totale et carbone inorganique total) en se basant sur des données collectées durant la mission MedSeA, réalisée entre le 2 mai et le 2 juin 2013. Les masses d’eau ont été caractérisées et des régressions linéaires entre l’alcalinité totale et la salinité (AT-S) d’une part, et entre le carbone total inorganique et la salinité (CT-S) d’autre part, ont été établies pour chaque sous-bassin méditerranéen. De plus, le calcul des coefficients de mélange des masses d’eau dans les deux bassins méditerranéens principaux, permet d’étudier l’évolution des masses d’eau dans cette mer entre les années 2008 et 2013. Dans un deuxième temps, les concentrations du CANT sont estimées par l’approche TrOCA. Toutes les eaux méditerranéennes semblent contaminées par le CO2 anthropique avec des concentrations (entre 35,2 et 101,9 μmol kg-1 au dessous de 300 m) bien plus élevées que celles enregistrées dans les autres océans. Le CANT est donc, malheureusement, efficacement transféré de l’atmosphère vers les eaux méditerranéennes. En général, le bassin Oriental est moins contaminé par le CANT que le bassin Occidental. La variation d’acidification (ΔpHpréindustrielle-2013) en Mer Méditerranée varie de 0,055 à 0,156 unités de pH. Elle indique que toutes les eaux méditerranéennes sont déjà acidifiées, surtout celles du bassin Occidental où le ΔpH est rarement inférieur à 0,1 unité de pH. En se basant sur le scénario le plus optimiste de l’IPCC (B1, 2001), le modèle établi dans cette étude prédit en 2100 une augmentation de l’acidification égale à 0,5263 dans le bassin Oriental et 0,5571 dans le bassin Occidental. Avec le scénario le plus pessimiste d’IPCC (A1F1 ; 2001), on prévoit en 2100 une augmentation de ΔpH égale à 1,3998 et 1,4103 respectivement dans le bassin Oriental et le bassin Occidental. De plus, ce modèle indique que le niveau d’acidification est très rapide actuellement et aura tendance à augmenter d’une façon encore plus rapide dans quelques années. Bien que les deux bassins méditerranéens sont sursaturés respectivement en calcite et en aragonite, le bassin Occidental est caractérisé par des concentrations plus faibles en ions carbonates et des degrés de saturation inférieurs à ceux enregistrés dans l’autre bassin. Ceci indique qu’à long terme la diminution du pH pourrait influencer la dissolution des ions carbonates et ensuite l’activité biologique de plusieurs organismes marins, surtout les calcifiants.
Author:
Publisher: CNRS Editions
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Category : Ocean circulation
Languages : fr
Pages : 304
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Author: CHRISTOPHE.. HERBAUT
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Category :
Languages : fr
Pages : 187
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LES PRINCIPAUX PROCESSUS GOUVERNANT LA CIRCULATION EN MEDITERRANEE OCCIDENTALE SONT ETUDIES A L'AIDE D'UN MODELE NUMERIQUE TRIDIMENSIONNEL. POUR CE FAIRE, ON REALISE PLUSIEURS EXPERIENCES PERMETTANT DE TESTER LES INFLUENCES DES DIFFERENTS FORCAGES (TRANSPORTS AUX DETROITS DE GIBRALTAR ET DE SICILE, FLUX THERMOHALINS, ACTION MECANIQUE DU VENT). ON MONTRE QUE LES TRANSPORTS AUX DETROITS ENGENDRENT UNE CIRCULATION DE SURFACE CYCLONIQUE SUR L'ENSEMBLE DU BASSIN INDUITE PAR LA PROPAGATION DE FRONTS DE KELVIN BAROCLINES. LA SUPERPOSITION DES FLUX THERMOHALINS REDUIT L'INTENSITE DE LA CIRCULATION EN MER TYRRHENIENNE TANDIS QU'APPARAIT UN TRANSPORT DE SURFACE DU BASSIN ALGERIEN DANS LE BASSIN LIGURO-PROVENCAL. LA FORMATION D'EAU PROFONDE ENTRAINE UNE DIMINUTION HIVERNALE DU TRANSPORT DE SURFACE VERS LE SUD DANS LE CANAL D'IBIZA. D'APRES UNE ETUDE DE SENSIBILITE, LE VENT EST SUSCEPTIBLE D'ENGENDRER UNE CIRCULATION CYCLONIQUE DANS LE BASSIN LIGURO-PROVENCAL ET DE RENFORCER LE COURANT LIGURO-PROVENCAL, DONT LA DYNAMIQUE EST SIMILAIRE A CELLE DES COURANTS DE BORD OUEST. LA CIRCULATION OBTENUE APRES 20 ANS D'INTEGRATION REPRESENTE BIEN LES PRINCIPAUX TRAITS DE LA CIRCULATION DE SURFACE DEDUITE DES OBSERVATIONS, MAIS ELLE POSE PROBLEME POUR LA REPARTITION DES MASSES D'EAU A PROFONDEUR INTERMEDIAIRE: L'EAU INTERMEDIAIRE FROIDE FORMEE DANS LE NORD DU BASSIN RESTE PIEGEE DANS CETTE REGION ET MAINTIENT L'EAU LEVANTINE INTERMEDIAIRE DANS LE BASSIN ALGERIEN
Author: Essyllt Louarn
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Languages : fr
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La variabilité de la circulation profonde en Atlantique Nord est étudiée dans le contexte du changement climatique à l’aide des traceurs transitoires halocarbonés (CFC-11, CFC-12, CFC-113 et CCI4). Des campagnes hydrographiques datant de 1991 à 2006 sont utilisées, d’une part pour étudier la formation de masses d’eau de l’Atlantique Nord : l’eau de la Mer de Méditerranée (MSW) et l’eau de la Mer du Labrador (LSW), et, d’autre part, pour étudier la variation des propriétés et du transport des masses d’eau profondes en Atlantique Nord. L’étude de la MSW montre la présence d’une masse d’eau peu oxygénée, avec une forte concentration de silicate dans le Golfe de Cadi caractéristique de l’eau Antarctique Intermédiaire, Elle entre dans la formation de la veine inférieure de la MSW. L’étude de la uLSW dan la Mer d’lmminger met en évidence la variabilité des sites de formation de cette eau, Elle se forme tous les ans en Mer du Labrador et peut s’étendre vers le nord au Sud Groenland (observé 2005). Elle se forme également en Mer d’lmminger en 2002 et 2005. Les eaux de la LSW présentent une forte variation depuis les années 1990. Il est observé un changement de régime des profondeurs de convection associé à une diminution du transport de CFC-1 1 due à cette eau. Les caractéristiques de l’eau de débordement du détroit du Danemark (DSOW) en Mer d ‘Imminger dépendent du mélange, notamment de la présence de l’eau de surface polaire. Finalement, l’étude des flux de CFC-11 au nord de la section Ovide met en évidence une diminution des échanges océan-atmosphère en 2006 due à une diminution de la couche de mélange, entraînant une diminution de l’assimilation de CO2.
Author: Jean Fropo
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Languages : fr
Pages : 90
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