Thèse soutenue

Dynamique agéostrophique dans l'océan intérieur
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Lia Siegelman
Direction : Patrice KleinPascal Rivière
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Océanographie physique et environnement
Date : Soutenance le 13/12/2019
Etablissement(s) : Brest
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
Jury : Président / Présidente : Alain Colin de Verdière
Examinateurs / Examinatrices : Patrice Klein, Pascal Rivière, Alain Colin de Verdière, Francesco D'Ovidio, Rosemary Morrow, Guillaume Lapeyre, Jonathan Gula
Rapporteurs / Rapporteuses : Francesco D'Ovidio, Rosemary Morrow

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

L'océan est le plus grand réservoir d'énergie solaire de notre planète. La quantité de chaleur qu'il est capable de stocker est modulée par sa circulation complexe, opérant sur une vaste gamme d’échelles allant du centimètre à la dizaine de milliers de kilomètres. Cette thèse s'intéresse à deux types de processus océaniques: les tourbillons de mésoéchelle, d'une taille de 100 à 300 km, et les fronts de sous-mésoéchelle, d'une taille inférieure à 50 km. L'idée communément admise est que les mouvements agéostrophiques de sous-mésoéchelle sont principalement confinés à la couche de mélange océanique de surface et sont faibles dans l'océan intérieur. Cette vision classique de la dynamique océanique repose sur l'hypothèse que l'océan intérieur est en équilibre quasi-géostrophique, empêchant la formation de forts gradients de densité en profondeur. Cette thèse remet en question ce paradigme en se basant sur des observations CTD in situ à haute résolution collectées par des éléphants de mer instrumentés, des images satellite d’élévation de la surface de l’océan, et des sorties de modèle à haute résolution dans le Courant Circumpolaire Antarctique.Les résultats indiquent que les mouvements agéostrophiques sont (i) générés par le champ tourbillonnaire de mésoéchelle via des processus defrontogenèse, et (ii) ne sont pas limités à la couche de mélange de surface ; bien au contraire, ils pénètrent dans l'océan intérieur jusqu'à 1000 m deprofondeur. Ces fronts agéostrophiques de sous-mésoéchelle sont associés à d'importants flux de chaleur dirigés de l'intérieur de l'océan vers la surface, d'une amplitude comparable aux flux air-mer.Cet effet peut potentiellement altérer la capacité de stockage de chaleur de l'océan et devrait être le plus fort dans les zones tourbillonnaires telles que le Courant Circumpolaire Antarctique, le Kuroshio et le Gulf Stream, les trois courants clefs du système climatique. Il apparaît ainsi que les fronts agéostrophiques de sous-mésoéchelle représentent une voie importante, mais encore largement méconnue, pour le transport de chaleur, de nutriments et de gaz entre l'intérieur et la surface de l'océan, avec des répercussions potentiellement majeures pour les systèmes biogéochimique et climatique.