Variabilité basse fréquence endogène et exogène de la circulation thermohaline

Endogenous and exogenous low frequency variability of the thermohaline circulation

• Auteur / Autrice : Florian Sevellec
• Direction : Alain Colin de Verdière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cycle hydrologique

Circulation océanique

Résumé

Une des conséquences du réchauffement climatique est la modification du flux d’eau douce reçu par l’océan. La circulation thermohaline est particulièrement susceptible de produire de la variabilité basse fréquence. Nous allons nous intéresser à l’impact du flux d’eau douce sur la circulation thermohaline et principalement sur sa variabilité décennale à millénaire. Dans l’océan deux paradigmes coexistent pour expliquer la variabilité observée : elle peut être endogéne ou exogéne. Plusieurs résultats notables apparaissent. Au cours de l’étude de la variabilité endogéne dans un modèle 2D latitude-profondeur, les mécanismes de croissance et d’oscillation d’un mode centenaire sont caractérisés. Ce mode, correspondant à l’advection d’une anomalie de salinité le long de la circulation, se nourrit par la rétroaction de la salinité sur l’advection. Un cycle d’oscillation millénaire apparaissant à travers une bifurcation période-infinie est caractérisé. De plus, nous montrons que l’oscillation centenaire est un précurseur de l’oscillation millénaire. Au cours de l’étude de la variabilité exogène, les perturbations optimales de la circulation océanique par la salinité de surface sont obtenues dans trois modèles de la circulation thermohaline un modèle latitude-profondeur, un modéle planétaire-géostrophique et un modéle aux équations primitives en configuration globale réaliste. En outre, par cette étude, nous avons obtenu une borne de modification de la circulation océanique à 0. 75 Sv et à 0. 03 PW.

One of the consequences of the global warming is the modification of the freshwater flux get by the ocean. The thermohaline circulation is able to produce some low frequency variability. We are going to study the impact of the freshwater flux on the thermohaline circulation and mainly on the decadal to millennial variability. In the ocean two paradigms coexist for the explanation of the observed variability: it can be endogenous or exogenous. During the study of endogenous variability in a 2D latitude-depth model, the growth mechanism and the oscillation one of a centennial mode are characterized. This mode, corresponding to a salinity anomaly advected around the circulation, is feed by the positive salinity feedback on the advection. A millennial oscillation cycle which appears through an infinite-period bifurcation is characterized. Thus, we point out that the centennial oscillation is a precursor of millennial oscillation. During the study of the exogenous variability, the optimal perturbations of the sea surface salinity influencing the ocean circulation are performed in three models of the thermohaline circulation: a latitude-depth model, a planetary-geostrophic model and a primitive equation in global realistic configuration. Moreover, by this study et the optimal perturbations, we have fixed modification bound of the ocean circulation at 0. 75 Sv and at 0. 03 PW.