analyse de donnees hydrographiques de la campagne

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ANALYSE DE DONNEES HYDROGRAPHIQUES
DE LA CAMPAGNE OVIDE 2002
Rapport de stage de maîtrise de physique
Raphaël DUSSIN
Encadrant : Thierry HUCK Avril-Juin 2003
Laboratoire de Physique des Océans, U.F.R. Sciences, U.B.O.

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SOMMAIRE
1. Présentation générale
1.1 Présentation de l’environnement informatique
1.2 Présentation de la campagne OVIDE 2002
2. Dynamique de l’atmosphère et de l’océan
2.1 Bilans de chaleur
2.2 Circulation atmosphérique
2.3 Circulation océanique
3. Analyse des données OVIDE
3.1 Données bathymétriques
3.2 Température et salinité
3.3 Densité
3.4 Courants géostrophiques et transports
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE : Carte de vélocimétrie Doppler

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1. Présentation générale
1.1 Présentation de l’environnement informatique
• UNIX : Le système informatique utilisé au Laboratoire de Physique des Océans à
l’U.B.O. est un réseau composé de plusieurs stations SUN fonctionnant avec sous UNIX.
Cette configuration possède de nombreux avantages par rapport au PC : certaines stations
possèdent une mémoire RAM supérieure à celle des PC (1152 Mo pour CEPHEE), le système
d’exploitation est, contrairement à Windows, multi-tâches et multi-utilisateurs. Ainsi, un
utilisateur qui travaille sur une machine moins performante peut donner des calculs à faire à
une machine ayant plus de mémoire et recevoir les résultats sur son écran. Il y a donc une
meilleure gestion des performances disponibles. De plus, il y a une accessibilité plus rapide
aux fichiers et données des autres utilisateurs, ce qui est intéressant lorsqu’on travaille en
équipe.
• MATLAB : Ce logiciel, qui à la base était utilisé pour le calcul matriciel, s’est vite
imposé comme un outil de calcul, de programmation et d’exploitation de données performant
et facile auprès de la communauté scientifique. Tous les objets (fonctions, vecteurs, scalaires,
...) dans MATLAB sont des matrices et avec les bibliothèques de programmes, on peut
rapidement réaliser des graphiques à partir de ses données.
1.2 Présentation de la campagne OVIDE 2002
La campagne Ovide (Observatoire de la Variabilité Interannuelle à Décennale du gyre
subpolaire de l’atlantique nord) s’est déroulée du 11 juin au 12 juillet 2002 à bord du navire
océanographique Thalassa. Le bateau est parti de Brest et a fait quatre stations d’essai avant
d’arriver au sud du Groenland. La section proprement dite a débuté à la cinquième station à la
pointe sud-ouest du Groenland. La section a été interrompue à la station 72 puis reprise au
même endroit avant de finir au large de Lisbonne où ont été faites de nombreuses stations très
rapprochées. Le nombre total de stations est de 104 où ont étés mesurés notamment, la
température, la salinité, l’oxygène dissout ainsi que divers traceurs chimiques (CFCs, Carbone
anthropique, …). On se limitera à étudier les stations comprises entre 5 et 96, réellement
significatives en ce qui concerne notre étude.

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On prévoit de renouveler cette section tous les 2 ans pendant 10 ans dans le but d’étudier les
fluctuations à basse fréquence de la cellule méridienne de circulation thermohaline ainsi que
la formation des eaux profondes (modales ou sources), moteur de cette circulation. On
s’intéressera particulièrement aux eaux profondes qui se forment en mer du Labrador. L’étude
de leur mode de formation se justifie du fait de l’importance du rôle de ces eaux profondes
dans la circulation thermohaline. La variabilité de l’océan Atlantique, du fait de ses
interactions avec l’atmosphère, est potentiellement importante pour le climat de l’Europe.
L’étude du transport de traceurs et des caractéristiques des masses d’eau ainsi que la
comparaison avec de précédentes données aura pour but de comprendre cette variabilité.
D’autres travaux du LPO s’appuient sur les données de Ovide, notamment un modèle
informatique de simulation de la dynamique de l’océan atlantique qui, en prenant en compte
les données expérimentales, pourra donner des résultats cohérents avec la réalité.
Enfin, la campagne fait partie du programme international CLIVAR (CLImate VARiability
and predictability http://www.clivar.org/) et complète les travaux d’autres équipes étrangères.

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La figure représente les différentes stations sur une carte de bathymétrie se basant sur les
données ETOPO5. Cette représentation permet de bien visualiser la topographie du fond sous-
marin le long de la section et de prendre des repères pour l’analyse des cartes où n’apparaît
que l’abscisse curviligne. On travaille alors qu’avec une seule dimension longitudinale le long
d’une section qui n’est pas droite ce qui ne permet pas de retrouver instantanément les
différents lieux des mesures. Ici, on voit que l’on part du cap Farewell au sud du Groenland,
on traverse la mer d’Irminger jusqu’à la ride de Reykjanes qui appartient à la dorsale médio-
atlantique, issue de la tectonique des plaques. Puis on descend vers le Portugal par les bassins
ouest-européen et ibérique.
2. Dynamique de l’atmosphère et de l’océan
2.1 Bilan de chaleur
La forme sphérique de la terre entraîne une différence du flux radiatif incident par unité de
surface dû au soleil entre l’équateur et les pôles. En effet, les rayons solaires arrivent plus
inclinés aux pôles qu’à l’équateur d’où un flux moindre, phénomène amplifié par l’albedo
(coefficient de réflexion de l’énergie) de la glace, qui est de l’ordre de 80%. Afin d’équilibrer
cet apport de chaleur, la Terre, rayonne aussi de l’énergie, dans le domaine infra-rouge
principalement, avec une distribution plus uniforme. Il apparaît donc un excès de chaleur dans
une zone un peu plus large que la zone intertropicale et un déficit ailleurs notamment aux
pôles.