APPEL D`OFFRES 2006 Groupe Mission MERCATOR / CORIOLIS

APPEL D'OFFRES 2006
Groupe Mission MERCATOR / CORIOLIS
GIP MERCATOR OCEAN
CNES, CNRS/INSU, IFREMER, IPEV, IRD, Météo-France, SHOM
Formulaire de Demande 2006
RESPONSABLE SCIENTIFIQUE DU PROJET : Christine Provost
UNITÉ DE RATTACHEMENT DU RESPONSABLE SCIENTIFIQUE : UMR 7159
LOCEAN
Tél : [phone]
Courriel : [email protected]
Directeur : Laurence Eymard
Titre du projet : MERCATOR / Coriolis et la ROUTE FROIDE DE LA CIRCULATION
THERMOHALINE
Type de projet proposé : PAC - Projet d’Action Ciblée
Résumé du projet : Ce projet propose une composante MERCATOR / Coriolis au projet “Route
froide” soutenu par le CNES et l INSU. Trois volets sont proposés:
- une validation puis étude du modèle Mercator global ¼ degré dans le Passage de Drake et le
Bassin argentin en utilisant la série temporelle d’un an de sorties de MERCATOR disponibles
- une utilisation des flotteurs ARGO Coriolis dans les mêmes régions à des fins de validation et
pour documenter la route froide et le mélange dans le bassin argentin.
- une contribution au réseau ARGO/Coriolis par un déploiement de 12 flotteurs lors de la
campagne Drake 2 en 2008. Cela assurera les observations pour une étude interannuelle de cette
route froide. Il est souhaité que plusieurs flotteurs puissent être équipés de capteurs d’oxygène
qui seront demandés à l INSU.
Durée du contrat demandé : 2 ans
Montant total demandé (HT) : 6800 € (2007) 8500 € (2008)
Demande de parrainage : NON
Visa obligatoire du responsable de l'unité : Signature du responsable scientifique :

DOSSIER SCIENTIFIQUE
1. Intérêt scientifique et adéquation aux objectifs de l’appel d’offre du Groupe Mission
Mercator / Coriolis :
Intérêt scientifique:
La circulation thermohaline (CTH) est responsable des flux océaniques de chaleur et de sel vers
les pôles qui maintiennent le climat présent de la Terre. La CTH, que l’on pensait stable et à
variation lente, est maintenant reconnue comme un système à variations rapides avec de multiples
états d’équilibre sujet à une variabité climatique de l’échelle saisonnière au siècle. Ainsi la CTH
est un élément clé pour comprendre les conséquences potentielles du changement climatique
anthropogénique.
L’importance du rôle de l’océan Atlantique Sud et de l’océan austral dans la CTH est
indiscutable. Le lien entre les 3 océans par le courant circumpolaire antarctique permet
l’existence d’une circulation thermohaline globale. Dans la CTH, l’Atlantique Nord échange de
l’eau profonde et froide contre de l’eau de surface de l’Atlantique sud. D’où vient cette eau de
surface de retour ? Quelle est l’importance relative de l’eau de surface en provenance de l’Océan
Indien (route chaude) et de l’eau en provenance du Pacifique via de Passage de Drake (route
froide)? Les désaccords entre les estimations suggèrent des variations importantes dans le temps.
Quelle est la variabilité de ces routes ? Quels sont les mécanismes en jeu ?
L’objectif général est de contribuer à l’observation et la compréhension de la variabilité de la
route froide de la circulation thermohaline. La source principale de l’eau (AAIW) contribuant à
cette route froide est située dans le Pacifique sud est . Cette eau entre dans le passage de Drake et
le courant des Malouines est le conduit principal d’eau d’origine Pacifique en Atlantique. Cette
eau subit ensuite des transformations importantes dans le Bassin argentin. Aussi notre proposition
s’articule-t-elle autour de trois grands axes :
1- variabilité du transport du courant des Malouines
2- transformation des eaux intermédiaires dans le bassin argentin
3- variabilité du transport du courant circumpolaire antarctique au niveau du Passage de
Drake.
Les données altimétriques sont un élément clé du travail proposé et le projet est soutenu par le
CNES (OSTST-PI Jason). Nous utilisons la longue série altimétrique conjointement à des
mesures in situ de vitesses (mouillages courantométriques, LADCP), de température et de salinité
(CTD, flotteurs ARGO) pour obtenir des séries temporelles de 13 ans ou plus de transport au
travers du courant des Malouines (point 1) et du Passage de Drake (point 3) et étudier la
variabilité de ces transports sur des échelles allant de l’intrasaisonnier au pluriannuel. L’altimétrie
est également utilisée conjointement à d’autres données satellitales (SST, couleur, vent) et des
données in situ (flotteurs ARGO, CTD) pour décrire l’intense activité de mésoéchelle qui joue un
role important dans les transformations de masses d’eau dans le Passage de Drake et dans le
bassin argentin (point 2).
Dans ce contexte nous proposons ici un volet Mercator / Coriolis. Cette proposition Mercator /
Coriolis s'articule en trois parties:
I- un volet validation et analyse des sorties du modèle global 1/4 de degré. Une
première étude (rapport préliminaire ci-joint) comparant les sorties du modèle global avec les
données de la campagne DRAKE réalisée en janvier-février dernier à bord du Polarstern nous a

convaincu de l'intérêt de poursuivre et d'élargir les comparaisons sorties du modèle-observations
dans le cadre du projet "Route Froide".
II- un volet analyse des flotteurs ARGO pour étudier l'évolution des masses d'eau
et la circulation dans la route froide. Cela fait suite à des travaux récents dans lesquels nous avons
utilisé des données de flotteurs ARGO pour étudier la circulation autour du dôme du Zapiola dans
le bassin argentin (Saraceno and Provost, 2006) et pour étudier la circulation et les masses d'eau
dans le bassin de Ona, partie sud du Passage de Drake (Barré and Provost, 2006). Les flotteurs
ARGO fournissent des données de valeur inestimable dans ces régions peu accessibles (Dôme du
Zapiola) ou impossibles en hiver (Passage de Drake). Pour la première la formation d'eau d'hiver
le long de la péninsule antarctique par exemple a pu être documentée.
III- Un volet contribution au réseau ARGO/CORIOLIS
En 2005, nous avons contribué à la mise à l'eau de 12 flotteurs ARGO (WMO 3900386 à
3900397) en collaboration avec le SHOM, la DT INSU et le Servicio de Hidrografia Naval (mise
à l’eau à partir du navire argentin PUERTO DESEADO). Forts de cette expérience (difficultés
logistiques, retour sur la stratégie, qualité des données) (voir rapport préliminaire ci-joint), nous
proposons un déploiement de flotteurs début 2008 à partir du POLARSTERN lors de la
campagne DRAKE 2.
Figure 1: Variabilité altimétrique de l’océan austral. La zone d’étude est hachurée. Les
sections en rouge correspondent à des traces du satellite Jason, sous lesquels sont ou ont été
places des mouillages courantométriques.

Adéquation aux objectifs de l'appel d'offre du Groupe Mission Mercator / Coriolis
Notre proposition répond aux points suivants de l'appel d'offre:
2.1.5 : Evaluation de la qualité et de la valeur scientifique des produits Mercator par validation
croisée avec d'autres données et des analyses scientifiques régionales (volet I)
2.16 Validation et valorisation des déplacements des profileurs lagrangiens et des mesures
acquises lors de leur dérive pour l'estimation de la circulation et la caractérisation des masses
d'eau. (volet II)
2.1.7 Contribution au réseau Argo/Coriolis. (Volet III)
Ces différentes contributions sont détaillées ci-dessous.

2. Plan de recherche et calendrier d’exécution :
I Validation et analyse des sorties du modèle global 1/4 de degré.
Une première comparaison des sorties du modèle MERCATOR ¼ de degré avec les données
recueillies pendant la campagne DRAKE 1 (janvier-février 2006) a été menée (rapport
préliminaire ci-joint). On a pu comparer en détail les masses d’eau, les vitesses et l’évolution
temporelle à l’échelle de la semaine puisque la section au travers du Passage de Drake a été
échantillonnée deux fois au cours des 3 semaines de campagne. Si certaines masses d’eau ne sont
pas représentées dans le modèle comme les eaux proches de la surface au sud du front polaire, si
les eaux au nord du front polaire sont trop salées et trop denses, certaines structures ou évolutions
sont bien simulées comme l’évolution du front polaire, le minimum de vorticité potentielle qui
permet d’identifier les eaux modales intermédiaires (voir rapport).
Moorings and stations on the way to Antarctica Stations on the way back to Punta Arenas
Leg 1: Jan 16 – Jan 26 2006 Leg 2: Jan 31 to Feb 6 2006
Figure 2: Mouillages et stations hydrologiques réalisées à partir de la campagne Polarstern
ANTXXIII/3 (DRAKE 1) au travers du Passage de Drake.
Le rapport de cette comparaison a été transmis à l’équipe Mercator (Marie Drévillon, Laurence
Crosnier) pour interactions et réalisation d’une publication conjointe.
Le modèle MERCATOR ¼ de degré propose maintenant plus d’un an de sorties (depuis octobre
2005). Nous proposons d’examiner cette série temporelle d’un an de sorties pour :
- Valider le modèle dans la région de la route froide (région hachurée en figure 1) à partir de
flotteurs Argo, de transports estimés dans le courant des Malouines (Spadone and Provost,
2006)
- Examiner le comportement des masses d’eau du modèle en hiver (comparaison avec
flotteurs Argo disponibles en relation avec volet II de cette proposition)