Interactions entre la dynamique océanique de mésoéchelle et la glace de mer en Arctique

Interaction between sea ice and oceanic eddies in the Arctic

• Auteur / Autrice : Angelina Cassianides
• Direction : Camille Lique
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique et environnement
• Date : Soutenance le 07/04/2023
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Carton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Camille Lique, Xavier Carton, Gurvan Madec, Rosemary Anne Morrow, Carolina Dufour
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gurvan Madec, Rosemary Anne Morrow

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tourbillons (mécanique des fluides)

Courants marins

Arctique, Océan

Glace de mer

Mots clés libres

Tourbillon

Mésoéchelle

Océan Arctique

Glace de mer

Eddies

Mesoscale

Arctic Ocean

Sea ice

Résumé

Dans le bassin Arctique, l’océan et la banquise sont en interaction constante, suscitant des interrogations sur le rôle de l’océan dans les changements qui affectent la glace de mer. Les tourbillons de mésoéchelle pourraient représenter un mécanisme océanique qui influence les conditions de glace de mer et leur changement.Dans ce manuscrit de thèse, j’utilise des outils variés et complémentaires comprenant des données d’observation ainsi qu’une simulation à haute résolution afin de comprendre comment interagissent la glace de mer et les tourbillons océaniques de mésoéchelle en Arctique. L’analyse des données in situ sur la période 2004-2019 permet de quantifier les processus d’interactions dynamiques et thermodynamiques, et suggère que les tourbillons pourraient laisser une signature dans la vorticité de la glace de mer. Cette signature est par la suite isolée pour un tourbillon se propageant dans la zone marginale du bassin Canadien, grâce à la combinaison de données in situ et d’images SAR et à une nouvelle méthode de détection basée sur la vorticité de la glace.Enfin, je m’attache à quantifier cette interaction dynamique à l’échelle du bassin Arctique à l’aide d’une simulation à haute résolution basée sur le modèle couplé NEMO-LIM 3.5. Une analyse sur vingt ans montre un impact et une signature de la dynamique de mésoéchelle proéminents dans les régions marginales du bassin Arctique, mais absents dans la banquise compacte, où l’influence de l’atmosphère est dominante.

In the Arctic Basin, the ocean and sea ice are in constant interaction, raising questions about the role of the ocean in changes affecting sea ice. Mesoscale eddies may represent anocean mechanism that influences sea ice conditions and their change. In this manuscript, I use a variety of complementary tools, including observational data and high resolution simulation, in order to understand how sea ice and oceanic mesoscale eddies interact in the Arctic. Analysis of in situ data over the period 2004-2019 allows the quantification of the dynamical and thermodynamical interaction processes, and suggests that eddies may leave a signature in the sea ice vorticity This signature is then isolated for an eddy propagating in the marginal ice zone of the Canadian Basin, using a combination of in situ data and SAR images, and to a new detection method based on the sea ice vorticity. Finally, I quantify this dynamical interaction at the scale of the Arctic Basin using a high resolution simulation based on the coupled NEMO-LIM 3.5 model. A 20-year analysis shows a prominent impact and signature of mesoscale dynamics in the marginal ice regions of the Arctic Basin, but absent in the pack ice, where the influence of the atmosphere is dominant.