Circulation et dispersion lagrangiennes en Atlantique nord-est

Lagrangian circulation and dispersion in the Notrhe-Eastern Atlantic

• Auteur / Autrice : François Colas
• Direction : Alain Colin de Verdière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circulation océanique

Atlantique (océan ; nord-est)

Océanographie

Résumé

La circulation dans l'Atlantique Nord-Est, complexe et mal connue, a été étudiée grâce à l'utilisation intensive de données' lagrangiennes recueillies lors du programme ARCANE, aux profondeurs des Eaux Centrales Nord-Atlantique (NACW) et de l'Eau Méditerranéenne (MW). L'étude est menée de la grande échelle vers la méso-échelle. La première partie de la thèse a conduit à déterminer des solutions nouvelles de circulation moyenne à l'échelle du bassin puis dans la région Ouest Péninsule Ibérique/Golfe de Gascogne, ainsi que des solutions saisonnières. L'importance des tourbillons cohérents de méso-échelle sur la dynamique de la région est soulignée. Ùne étude plus spécifique du système de courant de pente continentale à l'aide de données lagrangiennes, eulériennes et de sorties numériques du modèle POP a permis de dégager des variations saisonnières du courant vers le pôle particulièrement au niveau de la MW. Ces variations sont au moins partiellement imputables au cycle annuel du vent et pourraient suggérer une éventuelle saisonnalité de la formation des tourbillons. La seconde partie du travail s'est attachée à étudier le champ turbulent via les phénomènes dispersifs, de grande importance dans un champ de circulation moyenne faible. La dispersion absolue a affiché un comportement super-diffusif anormal aux temps intermédiaires. Ce régime est diagnostiqué comme provoqué par la présence de nombreux tourbillons et une explication en terme de Vols de Lévy est proposée. Les études de dispersion relative ont permis de dégager deux régimes rarement observés dans l'océan, dont l'origine et la validité sont discutées: une séparation exponentielle aux temps initiaux puis un régime dit de Richardson aux temps intermédiaires. Les deux approches complémentaires nous permettent d'avoir une vision plus précise des phénomènes dispersifs dans la région.

The North-Eastern Atlantic circulation, complex and not well-known, is studied with an intensive use of lagrangian data collected during the ARCANE program, at North-Atlantic Central Waters (NACW) and Mediterranean Water (MW) depths. The study is conducted from the basin-scale to the meso-scale. The first part of the thesis describes new mean circulation solutions over the basin and in the west IberiaBay of Biscay region with also seasonal solutions. The influence of meso-scale eddies on the dynamics is underlined. A more specific study of the continental slope current system, with lagrangian and eulerian data and with' numerical solution from POP model, shows seasonal variations of the poleward slope current notably at the MW level. These variations are, at least partially, thought to be driven by the annual wind variations. It suggests a possible seasonality of the eddy formation. The second part of this work consists in studying the turbulent field by its dispersive processes, which are of importance in such a weak mean circulation field. The absolute dispersion reveals an anomalous superdiffusive behaviour at intermediate times. This behaviour is caused by the meso-scale eddies influence and an explanation in terra of Levy Flights is suggested. The relative dispersion study shows two distinct regimes, not often observed in the ocean, and we discuss their origin and significance: an exponential separation ai initial times followed by a Richardson regime at intermediate times. These two complementary visions allow us to get a more precise insight in the dispersive processes in the region.