Origine des variations de la salinité de surface du Golfe de Guinée : analyse saisonnière et interannuelle à partir d'un modèle numérique

Mechanisms of the sea surface salinity variability in the Gulf of Guinea : a seasonal and interannual analysis based on numerical modelling

• Auteur / Autrice : Henrick Berger
• Direction : Anne-Marie Treguier, Nicolas Perenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique
• Date : Soutenance le 03/12/2012
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des océans (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Sabrina Speich
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Marie Treguier, Nicolas Perenne, Sabrina Speich, Bernard Bourles, Jérôme Vialard, Valérie Quiniou-Ramus
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Bourles, Jérôme Vialard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Guinée, Golfe de

Salinité

Mots clés libres

Golfe de Guinée

Salinité de surface

Variabilité saisonnière

Variabilité interannuelle

Modèle numérique

Congo

Océan

Gulf of Guinea

Sea surface salinity

Seasonal variability

Interannual variability

Numerical modelling

Congo

Ocean

Résumé

L'est du Golfe de Guinée, de la Baie de Biafra au nord à la région du panache du Congo au sud est une région importante pour le climat de l'Afrique de l'Ouest et l'exploitation des hydrocarbures. En particulier, la variabilité saisonnière et interannuelle de la salinité de surface (SSS) et les interactions entre la dynamique régionale et le panache du Congo au large de l'Angola demeurent mal connues. Pour répondre à ces questions, nous avons utilisé des configurations numériques réalistes de l'Atlantique tropical (1/4°) et du Golfe de Guinée (1/12°). D'après les études existantes, la variabilité saisonnière de la SSS dans le Golfe de Guinée dépendrait du bilan évaporation-précipitations-apports fluviaux. En évaluant les différents termes du bilan de salinité de la couche de mélange dans nos configurations réalistes, nous avons pu montrer qu'il est nécessaire de tenir compte de la dynamique océanique pour expliquer l'ensemble des variations saisonnières de la SSS. En particulier, il s'avère que la salinisation du bassin de mai à août est liée à la diffusion et au transport advectif de sel depuis la subsurface. Nous avons également pu montrer que la variabilité interannuelle de la SSS est similaire à celle de la température de surface et ne dépend pas des variations interannuelles des apports en eau douce. Elle est plutôt associée aux fluctuations de la dynamique horizontale à la surface du Golfe de Guinée. On connait l'existence d'un cycle semi-annuel de la hauteur de mer dans le Golfe de Guinée, qui serait forcé par le vent dans la partie ouest et centrale du bassin tropical de l'Atlantique. Nous avons cependant pu montrer que le long de l'équateur et des côtes à l'est de 5°E, ce cycle est forcé par le vent au-dessus du Golfe de Guinée. Par ailleurs, nous avons cherché à évaluer les implications de ce cycle semi-annuel sur la SSS. L'analyse des interactions entre le panache du Congo et la circulation de surface au large de l'Angola nous a permis de montrer l’existence dans cette région de dessalures bi-annuelles marquées autour des mois de février-mars et octobre-novembre. Ce cycle ne peut être expliqué ni par la dynamique du panache, ni par le transport d'Ekman. Il est lié au cycle semi-annuel de la circulation de surface le long de l'équateur et des côtes à l'est de 5°E. C'est en effet le basculement temporaire des courants de surface vers le sud qui entraîne un transport des eaux du Congo le long des côtes angolaises au sud de l'embouchure.

He eastern part of the Gulf of Guinea, from the Bight of Biafra in the north to the Congo plume region in the south, is of importance for the West African climate and the petroleum industry. In particular, the seasonal and interannual variability of the Sea Surface Salinity (SSS) and the interactions between the regional dynamics and the Congo plume off Angola remain poorly known. To answer these questions, we use realistic numerical experiments for the Tropical Atlantic (1/4°) and the Gulf of Guinea (1/12°).Previous studies suggest that the seasonal and interannual SSS variability may depend on the evaporation-precipitation-river runoffs budget. Using mixed layer budget for salinity in our realistic configurations, we demonstrate the importance of the ocean dynamics to explain the whole seasonal cycle of the SSS. Particularly, it appears that the salinization from May to Agust is related to a vertical transport of salt from the subsurface because of vertical advection. We also show that the interannual variability of the SSS is similar to the one of the sea surface temperature and does not depend on the interannual fluctuations of the river discharge. It is rather explained by the variability of the horizontal surface currents.A semi-annual cycle of the sea surface height exists in the Gulf of Guinea, which was tought to be forced by the wind over the western and central part of the Tropical Atlantic basin. However, along the equator and the coast east of 5°E, we show this cycle can be forced by the wind over the Gulf of Guinea. We search to determine the impact of this semi-annual cycle on the SSS. The analysis of the interactions between the Congo plume and the sea surface circulation offshore Angola allows us to demonstrate a bi-annual decrease of the SSS in this region between February-March and October-November. This cycle cannot be explained by the Congo plume dynamics or the Ekman transport. It is due to the semi-annual cycle of the surface circulation along the equator and the coast east of 5°E. In fact, south of the Congo mouth, the southward transport of the Congo water along the Angolan coast can be explained by a transient southward reversal of the surface current.