Projet GOODHOPE Financement Coriolis dans le cadre de la

ProjetGOODHOPE
FinancementCoriolisdanslecadredela
campagneBONUS-GOODHOPE
Contrat GMMC-Coriolis Ifremer n°07/207121 76
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Compte rendu des travaux effectué pendant le contrat
GMMC-Coriolis Ifremer n°07/207121 76
1. Validation des données des flotteurs ARGO PROVOR déployés
dans l’Océan Austral dans le cadre du projet GoodHope et mise à
disposition des données en “delayed mode”
Depuis le premier déploiement des flotteurs profilants PROVOR attribué à partir de
2004 au projet GoodHope nous avons établit une procédure semestrielle de
validation des toutes les données émises par les flotteurs et disponibles au centre de
données Coriolis pendant les six mois précédents. Cette procédure est basée sur
une analyse très détaillée de chaque profil de chaque flotteur labellisé “GoodHope”.
Cette analyse pratiquement “manuelle“ et détaillée a ses raisons dans la dynamique
très intense et complexe de l’Océan Austral. Cette région océanique est caractérisé
par une variabilité spatio-temporelle très importante (des successions de structures
de méso- et submésoéchelle – jets très intenses, tourbillons, filaments – très
variables dans le temps) . Cette dynamique conditionne les caractéristiques des
propriétés physiques des masses d’eau qui, dans cette région, peuvent varier de
manière très forte sur seulement quelques kilomètres de distance ou, dans le temps,
sur période de temps de l’ordre du jour. Ainsi, la procédure de validation des
données doit tenir compte de cette variabilité pour assurer la qualité de la majeure
partie des données des flotteurs possibles.
Une procédure automatisée telles que celles qui ont été développées dans la
communauté scientifique ARGO, ne garantissent pas un retour de données
maximales car ne tiennent pas compte de toute la richesse dynamique de la région
australe et qualifient comme données mauvaises un bien plus grand nombre de
données que celles que nous avons pu qualifier comme bonnes pendant notre
validation pseudo-manuelle des données des profileurs GoodHope. Ceci a été
prouvé pendant ces années à plusieurs reprises et pour des logiciels de validation
automatisée différents ainsi qu’en utilisant des diverses données de références (se
référer aux rapports de Christine COATANOAN-GIROU).
2. Travaux de recherche menés à partir des données Flotteurs
GoodHope et des données in situ des campagnes GoodHope
russes et API BONUS-GoodHope
a) Etude de l’équilibre du contenu thermique de la couche de
mélange de l’Océan au sud de l’Afrique
L’objectif de cette partie est d’évaluer le rôle des mécanismes physiques contrôlant
les variations du contenu thermique de la couche de mélange. Par une étude de
l’équation de l’évolution temporelle du contenu thermique où chaque terme
représente un mécanisme physique et des termes dominants de l’équation nous
avons pu mettre en évidence le rôle de la diffusion laterale due aux tourbillons,
élément qui semble essentiel à un équilibre thermique dans ce secteur océanique.
Variation du contenu thermique ARGO
Advection d’Ekman
Flux de chaleur air/mer (radiatif et turbulent)
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Figure 1 : Termes du bilan thermique dans la région océanique au sud de l’Afrique entre de 10°E et
40°E. Les cinq régions représentées sont respectivement (à partir du haut) : a) la région subtropicale
Adbpm` -5 O`mhn ja oc` c`\o ]\g\i^` ]t uji` `\no ja ,+Ž@) Oc` {q` uji`n \m` #amjh ojk
de l’Océan Indien ; b) la zone entre le courant de Retour des Aiguilles et le front subtropical ; c) la
oj
]joojh$5
Np]omjkd^\g; uji`
oc` Di_d\i
J^`\i'
uji`
]`or``i
m`opmiCircumpolaire
région
Subantarctique
d) ladi région
polaire
et oc`
d) la
région
au oc`
sud<bpgc\n
du Courant
^pmm`io
amjio
\i_
oc`
NOA'
N<U'
Kjg\m
Amjio\g
Uji`'
Njpoc
<>>
Uji`)
Antarctique.
3
b) Mise en place de méthodes de proxy à partir de différentes
plateformes d’observation et développement d’indicateurs des
variations des propriétés et transports de la région océanique au
sud de l’Afrique
Nous avons développé à partir des données in situ des campagnes GoodHope et
BONUS-GoodHope (hydrologie profonde et XBTs), des données ARGO dans la
région et de l’altimétrie des méthodes dites « de proxy » visant à reconstruire une
série temporelle relativement longue (16 ans) des structures de température, salinité
et vitesse entre la surface et une profondeur de 2500 db dans la région océanique au
sud de l’Afrique. Cette étude à porté sur différents résultats publiés dans des revues
internationales (Swart et al. 2008 ; 2009 et Swart et Speich 2009 : Fig. 2). Ici nous
donnons un exemple dans lequel nous avons utilisés les données in situ, ARGO et
altimétrie satellitales pour dériver une série temporelle du contenu de chaleur et sel
dans la région GoodHope. Cette série temporelle semble indiquer des variations
importantes sur ces variables et suggèrent l’existence d’une tendance au
réchauffement et à l’augmentation du contenu en sel depuis le début des années 90
dans la région du Circumpolaire Antarctique.
Figure 2 Série temporelle de a) l’anomalie du contenu thermique et b) de l’anomalie du contenu de sel
dans le Courant Circumpolaire Antarctique le long de la radiale GoodHope (valeurs hebdomedaires en
gris ; valeurs annuelles donné en noir).
"# Etude des variations du contenu de chaleur, eau-douce et hauteur
stérique de l’Océan Austral par rapport aux régions aux autres
latitudes!
A partir des flotteurs profilants ARGO déployé dans l’océan global et Austral depuis
2003 (dont au moins une soixantaine déployé dans la région par les projets
GoodHope et BONUS-GoodHope) nous avons pu calculer les variations mensuelle
(par rapport à une valeur moyenne) de l’océan en contenu de chaleur (figure 3;
calcul éfféctué entre la surface et la profondeur 1500 m), en volume d’eau douce et
la variation de la hauteur stérique (pour l’océan Austral et nous avons mis ces
valeurs rapport aux variations de l’océan global, l’océan tropical et les latitudes
subtropicales-subpolaires de l’hémisphère Nord. Nous avons pu mettre en évidence
que l’océan est en train de changer drastiquement ses propriétés en température et
salinité et ceci en conséquence au changement global (augmentation de la
température océanique, des précipitations sur l’océan). Le niveau de la mer change
ainsi non seulement à cause de la fonte des glaciers mais aussi, et de manière
importante, à cause des effets stériques liés aux changements des propriétés de
l’océan. Les variations de l’océan Austral sont les plus importantes et sont la
contribution essentielle aux variations globales.!
!
Figure 3 : Variations mensuelle (par rapport à une valeur moyenne) de l’océan en contenu de chaleur
(figure du haut ; calcul éfféctué entre la surface et la profondeur 1500 m), en volume d’eau douce
(figure du bas) pour l’océan Austral (courbes en rouge), l’océan tropical (courbes en vert) et les
latitudes subtropicales-subpolaires de l’hémisphère Nord (courbes en bleu foncé).
3. Financement et dépenses
Les GMMC-Coriolis nous a accordé 10 flotteurs en 2007 et 14 flotteurs en 2008 (10
propres à GoodHope et 4 à déployer sur la radiale de retour entre le point le plus au
sud du transect GoodHope sur le méridien de Greenwich et Durban, Afrique du Sud).
Ces flotteurs ont été déployé avec succès à l!exception de celui au niveau du front
polaire en 2008 qui n’a jamais transmis depuis le moment du déploiement.
Les 10000 Euros accordés comme soutien on été utilisé pour 1 mission pour
participer au colloque national du GMMC-Coriolis ; 2 mission au Cap pour
embarquement du personnel LPO dans le cadre du déploiement des flotteurs. Le
restant 4000 Euros sont actuellement engagé pour payer les frais de publication d’un
des manuscrit de S. Swart.
Etat des dépenses
Deux missions embarquement Brest- Le Cap (Afrique du Sud) (Carlson
Wagon Lit)
5582 Euros
1 mission Brest -Toulouse (participation GMMC Mercator-Coriolis)
Frais de Publication JGR (Manuscrit Swart et Speich 2009)
548 Euros
3600 Euros