Modélisation haute-résolution des courants dans le Golfe de Guinée : étude des oscillations bimensuelles

High modelling of the currents in the Gulf of Guinea : a study of the biweekly oscillations

• Auteur / Autrice : Catherine Guiavarc'h
• Direction : Anne-Marie Treguier, Annick Vangriesheim
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles hydrologiques

Courants marins

Résumé

Dans le Sud du Golfe de Guinée, vers 7°40 S, des observations de courant le long de la pente continentale ont mis en évidence des oscillations bimensuelles orientées le long de la bathymétrie. Ces oscillations, très énergétiques et intensifiées près du fond, dominent le signal. Un modèle de circulation générale océanique (NEMO/OPA) haute résolution du Golfe de Guinée est construit afin d’étudier ces oscillations et leur mécanisme de forçage. Une étude des données de courant permet d’écarter la marée comme mécanisme de forçage et le modèle, forcé par le vent, reproduit les différentes caractéristiques des oscillations. Différents jeux de conditions de forçage permettent d’explorer l’origine de la variabilité. Les simulations numériques mettent en évidence l’origine équatoriale des oscillations. Des ondes de Yanaï, forcés par les vents équatoriaux, se propagent vers l’Est du bassin puis se propagent en ondes côtières vers le Nord et vers le Sud. La théorie des ondes équatoriales permet d’expliquer la focalisation de l’énergie autour de la période 15 jours. Pour la bande de période autour de 15 jours, il n’existe pas d’ondes équatoriales se propageant vers l’Ouest. Ainsi toute l’énergie bimensuelle se propageant vers l’Est est transmise en ondes côtières. Le modèle haute résolution du Golfe de Guinée et un modèle linéaire de l’Atlantique équatorial permettent d’étudier la structure spatiale et la variabilité basse fréquence des ondes. La prédominance des modes baroclines élevés est établie pour expliquer la signature en profondeur des oscillations et l’atténuation du signal vers le sud. L’étude de la variabilité temporelle des ondes à partir des données de courant met en évidence des intermittences du signal à 15 jours, reproduites en partie par le modèle du Golfe de Guinée mais absentes dans le modèle linéaire. Nous n’avons pas pu établir de corrélation simple entre l’intermittence des ondes et celle des vents équatoriaux générateurs de ces ondes.

Currentmeter measurements on the continental slope of the Gulf of Guinea (near 7°40 S) point out a biweekly oscillation of the currents, bottom intensified and oriented along the bathymetry. Those energetic oscillations dominate the signal. A three-dimensional high-resolution primitive equation model (NEMO/OPA) of the Gulf of Guinea has been developed to study the oscillations and their forcing mechanism. The data does flot support the tide as a forcing mechanism and the wind-forced regional model reproduces biweekly oscillations, which fit the data quite well. Experiments with different forcings have been run to explore the origin of the biweekly variability. Those experiments highlight the equatorial origin of the oscillations forced by equatorial winds. At the equator, wind-forced Yanaï waves propagate eastward, reach the coast and propagate poleward in both directions. The dominant period of 1 5-day can be explained by equatorial waves theory. In the equatorial Atlantic, there are no 15-day waves propagating westward, thereby all the incident energy reaching the African coast propagates poleward via coastal-trapped waves. The spatial structure and the temporal variability of the biweekly waves are examined using the regional model and a linear mode of the equatorial Atlantic. High baroclinic modes explain the bottom intensification and the decrease of the signal to the South, because of the fast dissipation of the highest modes. Intermittency of the biweekly signal is underlined by wavelet analysis of the data and partially reproduced by the regional model but not by the linear model. Although being forced by equatorial winds, the temporal variability of the oscillations is not directly correlated with the variability of the equatorial winds.