dans l'Atlantique nord-ouest (Deser et Blackmon 1993) et la propagation d'anomalies de salinité autour
du tourbillon sub-polaire (Reverdin et al. 1997 ; Belkin et al. 1998). Les anomalies de salinité sont
générées dans l'Arctique, dans la mer du Labrador ou dans la baie de Baffin par la formation excessive
de glace due à des vents de terre froids anormalement forts, suivie d'une fonte dans les eaux chaudes.
Les courants de pente dans la mer du Labrador sont responsables de la génération d'anomalies qui se
propagent vers le nord-est le long de la limite sud du tourbillon subpolaire. Wohlleben et Weaver
(1995) invoquent les interactions océan-atmosphère dans le tourbillon subpolaire et les hautes
pressions du Groenland dans leur explication de la variabilité.
Divers mécanismes de variabilité décennale basés sur l'importance du couplage océan-atmosphère sont
présentés par Rahmstorf (1999). Un des plus récents attribue l'excitation de la variabilité à une
instabilité de type barocline dans la région du courant de bord ouest où les pertes de chaleur par
l'océan sont les plus fortes (Colin de Verdière et Huck 1999). La simplicité de ce mécanisme est que
l'atmosphère y joue un rôle passif, puisque la source de variabilité réside dans l'océan : L'amplitude
des oscillations augmente avec l'intensité de la circulation thermohaline, donc du forçage thermique ou
du mélange vertical de chaleur. La période des oscillations trouvée dans des modèles couplés est assez
variable, 40 ans ou plus pour Delworth et al. (1997) qui impliquent la mer du Groenland. Lygre (1996)
propose comme mécanisme sous-jacent dans ces oscillations un couplage entre la circulation Arctique
et la mer du Groenland.
La stabilité de la circulation thermohaline dans l'Atlantique (et l'océan global) est indissociable de ces
variations décennales (Rahmstorf 1999). Lohmann et Gerdes (1998) ont montré le rôle de la
couverture de glace de mer dans les mécanismes de stabilité à l'aide d'un modèle d'océan et de glace de
mer couplé à un modèle atmosphérique en équilibre énergétique (EBM). L'interruption de la
convection par une anomalie de salinité permet à la glace d'isoler l'océan d'un refroidissement
prolongé, ce qui permet des déplacements considérables de la limite des glaces.
Recherche proposée
Plusieurs expériences numériques seront menées au LPO et à NERSC durant l'anné 2000 : des visites
réciproques et des communications régulières permettront d'harmoniser les configurations des modèles
et les forçages ; les résultats seront discutés mutuellement au cours de l'année afin de définir les
expériences futures à réaliser.
NERSC s'attachera à l'analyse de l'état d'équilibre et de la variabilité dans un modèle de
l'Atlantique et de l'Arctique, comprenant une composante océanique isopycnale, une composante
dynamique et thermodynamique de glace et une composante atmosphèrique de type EBM (Bleck et al.
1992 ; Drange 1996 ; Chierici et al. 1999). Le modèle océan-glace sera d'abord forcé par une
climatologie de qualité, puis l'atmosphère sera adapté aux flux de chaleur et d'humidité requis, tout en
assurant la conservation de masse dans le traitement des flux d'eau douce à la surface.
Le LPO analysera la stabilité et la variabilité de la circulation océanique dans l'Atlantique Nord
à partir des résultats d'un modèle océanique global (coordonnées z). Le forçage sera d'abord des flux
de chaleur et d'eau douce prescrits (à partir de climatologies et de simulations couplées), puis un
couplage avec un modèle atmosphérique de type EBM, avec et sans vents interactifs. On cherchera à
obtenir une variabilité naturelle du modèle océanique en l'absence des termes de relaxation des
températures (et éventuellement salinité) de surface traditionnellement utilisés : l'introduction d'un
bruit aléatoire dans les flux de surface pourrait toutefois s'avérer nécessaire afin de déclencher la
variabilité. Les mécanismes physiques entretenant la variabilité décennale focaliseront notre attention,
afin de déterminer ceux influençant la période et l'évolution des anomalies de température et salinité.
Les méthodes d'analyse de stabilité développées pour les modèles idéalisés précedemment étudiés
seront adaptées et appliquées, principalement pour prendre en compte l'influence de la glace de mer.
Les avantages de l'approche bicéphale menée à NERSC et au LPO apporteront beaucoup aux deux
groupes en terme de compréhension des mécanismes physiques fondamentaux régissant la variabilité
décennale dans l'Atlantique Nord et l'Arctique, et permettront d'éliminer des comportements
spécifiques à une configuration particulière (modèles à niveaux ou à couches, résolution ou domaine,
forçage). Différents niveaux de complexité et de réalisme aideront à identifier les processus et
rétroactions océan-atmosphère nécessaires pour reproduire la variabilité décennale, avec une attention
accrue au rôle de la glace de mer et des anomalies de salinité que de nombreux auteurs ont souligné
recemment.