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Antoine BABONNEIX

Directeur de thèse : Lionel GourdeauCo-directeurs: Frédéric Marin et Jacques Verron

La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du sous-courant

équatorial.

Comité de thèse(Mardi 22 janvier 2013)

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La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du

sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du

sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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I) 1. Positionnement des travaux • Axe « tourbillons/activité méso-échelle en Mer des

Salomon»But de l’étude = caractériser l’activité tourbillonnaire de

méso-échelle en Mer des Salomon

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I) 1.Positionnement des travaux • Axe « tourbillons/activité méso-échelle en Mer des

Salomon»But de l’étude = caractériser l’activité tourbillonnaire de

méso-échelle en Mer des Salomon Pourquoi la Mer des Salomon ?

STC

Océan intérieur

EUC

=> Zone principale de transit des eaux alimentant l’EUC et la warm pool

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I) 1.Positionnement des travaux

But de l’étude = caractériser l’activité tourbillonnaire de méso-échelle en Mer des Salomon

Pourquoi l’activité tourbillonnaire ?

m2/s

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I) 1.Positionnement des travaux

But de l’étude = caractériser l’activité tourbillonnaire de méso-échelle en Mer des Salomon

Pourquoi l’activité tourbillonnaire ?

m2/sMelet et al. 2011

=> L’activité méso-échelle est suspectée d’impacter fortement les propriétés (T, S et transport) des masses d’eaux traversant la Mer des Salomon

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La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du

sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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I) 2.Questionnement scientifique

Questions scientifiques en amont de l’étude:-Quelles sont les caractéristiques/propriétés des tourbillons détectés ?-Comment l’activité méso-échelle varie-t-elle à la fois dans l’espace (à l’échelle de la Mer des Salomon) et dans le temps ? -Quels sont les liens entre l’activité tourbillonnaire et la variabilité saisonnière et interannuelle ?-Quel est l’impact de ces tourbillons sur les masses d’eaux ?

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La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du

sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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I) 3. Bibliographie

• Cours théoriques de M2 (océanographie physique) et de turbulence (M2 MdF + X. Carton)– Théories géostrophiques, quasi-géostrophiques (et

SQG à faire).– Spectres et transferts d’énergies entre les différentes

échelles– Processus de génération des instabilités et des

tourbillons.=> Qu’est ce qu’un tourbillon et comment peuvent-ils se

former ?

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I) 3. Bibliographie

• Méthode de détection et caractéristiques des tourbillons océaniques dans l’océan global: Chelton et al. (2011 et 2007); Chaigneau et al. (2008 et 2009); Morrow et al., 2004); Fu et al. (2010); Pascual et al. (2006); Siegel et al. (2001).– Comparaison des différentes techniques de détection et de suivi

des tourbillons– Propriétés des tourbillons de l’océan global– Limites de détection liées à la qualité (la résolution) des

données altimétriques=> Quelle est la meilleure méthode à utiliser en Mer des Salomon?

I) 3.Bibliographie

• Tourbillons et activité méso-échelle dans le Pacifique Sud: Qiu et al. (2004 et 2009); Chen et al. (2009); Ubelmann et al. (2011); Willett et al. (2006)– Etudes régionales (SECC, Mer de Corail, Hawaii) dans

la bande tropicale Pacifique– Pas de détection de tourbillons mais étude de l’EKE et

des processus de formation (instabilités baroclines et/ou barotropes).

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I) 3.Bibliographie

• Tourbillons et activité méso-échelle en dehors du Pacifique : Jouanno et al. (2008); Beckman et al. (1994); Kurian et al. (2011)– Détection de tourbillons dans des Mer semi-fermées– Transferts d’énergie entre les courants moyens et la

méso-échelle et quantification des instabilités baroclines/barotropes

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I) 3.Bibliographie

• Quelques éléments sur l’activité méso-échelle en Mer des Salomon dans Melet et al. (2010b et 2012); Hristova et al. (2012).– Variations temporelles BF et HF de la SLA et de l’EKE– Cycle saisonnier de l’EKE.

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La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du

sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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I) 4. Résultats scientifiques

Outils

- Données altimétriques: produit grillé hebdomadaire AVISO (1/3° * 1/3°)

- Utilisation des méthodes de détection et de suivi des tourbillons d’Alexis Chaigneau (après élimination des données de la base de Chelton et al. (2011).

- Critères utilisés: Amplitude min. = 3cmRayon de recherche= 150km

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I) 4. Résultats scientifiques

Outils- Principe de la méthode d’Alexis:

Détection des extrema de SLA, puis on cherche autour de ces extrema des contours fermés de SLA. Seules les structures présentant une amplitude minimale de 3cm sont conservées. On supprime aussi les tourbillons dont le centre détecté correspond à une terre. Pour les trajectoires, entre 2 dates (7 jours), on recherche le tourbillon autour de sa position initiale dans un cercle de rayon R=150km. Si 2 tourbillons sont détectés, on garde le plus « semblable » calculé à partir d’une fonction coût (f(R,Amp,EKE)).

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I) 4. Résultats scientifiques

Outils- Principe de la méthode d’Alexis:

=> Problème de l’intersection entre les contours des tourbillons et les cotes « réelles »:

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I) 4. Résultats scientifiques

Outils- Principe de la méthode d’Alexis:

=> Problème de la forme des tourbillons détectées : certaines structures très allongées doivent-elles encore être considérées comme des tourbillons ?

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=> Résultats présentés dans un poster à Qingdao pour l’Ocean Science Symposium (Qingdao, 09/2012)

I) 4. Résultats scientifiques

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2281 tourbillons détectés (2,26 de moyenne)(1178 anticycloniques (AE, en rouge) et 1103 cycloniques (CE,

en bleu))

I) 4. Résultats scientifiques

• Détection totale

% AE

% CE

=> Localisation préférentielle des tourbillons cycloniques dans la partie Ouest du bassin

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I) 4. Résultats scientifiques

• Différenciation AE vs CE

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PDF

Rayon (km) Amplitude (cm)

I) 4. Résultats scientifiques

• Propriétés des tourbillons

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Tourbillons caractérisés par :-Des rayons majoritairement compris entre 100 et 150 km, montant jusqu’à 250km.-Des amplitudes allant jusqu’à 15cm (50% des tourbillons > 6cm)

Total AE Short-lived AE Long-lived AE Total CE Short-lived CE Long-lived CERadius (km) 138 +/- 35 123 +/- 28 145 +/- 53 131 +/- 34 123 +/- 30 135 +/- 35Amplitude (cm) 6,5 +/- 3 4,8 +/- 1,7 7,4 +/- 2,4 6,5 +/- 3,7 4,9 +/- 2,1 7,4 +/- 3,9Eddy EKE (cm2/s-2) 478 +/- 310 316 +/- 171 563 +/- 168 537 +/- 526 309 +/- 258 661 +/- 560Vorticity (*10 -̂6 s-1) 5,3 +/- 1,8 4,8 +/- 1,6 5,6 +/- 2 -5,3 +/- 2 -4,7 +/- 1,8 -5,6 +/- 2,1

I) 4. Résultats scientifiques

• Propriétés des tourbillons

• Cycle saisonnier

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=> Cycle saisonnier fort-Nombre total de tourbillons suit de 2-3 mois le signal EKE.-Comportement des AEs et des CEs anticorrélé.AE : max. en MaiCE : max. en Octobre

I) 4. Résultats scientifiques

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• Variations interannuelles influencées par le SOI (Southern Oscillation Index)

• AEs et CEs fortement anticorrélés à cette échelle de temps

I) 4. Résultats scientifiques

• Variations interannuelles

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444 trajectoires pour les AEs et 421 pour les CEs sont détectés Durée de vie moyenne assez courte (3 semaines), et la distribution

est fortement influencée par les tourbillons à très courte durée de vie

I) 4. Résultats scientifiques

• Trajectoires

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Deux classes de tourbillons à longue durée de vie : quasi-stationnaires dans le Nord-Est, « migrants » dans la partie Sud

I) 4. Résultats scientifiques

• Trajectoires

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sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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I) 5.Bon déroulement

• Difficultés rencontrées – Manque général de motivation, de dynamique– Problèmes à finaliser les projets à temps (posters,

présentations)– Perte de temps sur le planning initial

• Pistes pour y remédier: ?

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La méso-échelle océanique du Pacifique Sud-Ouest dans la caractérisation des eaux du

sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel

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II) 1. Discussion autour de l’article

Mesoscale activity in the Solomon Sea from altimetry and gliders

Plan général: I. Introduction

II. Data and Methods

III. High frequency variability

IV. Eddy activity

V. Vertical structures of eddies (gliders)

VI. Discussion/Conclusion

VII. References

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II) 1. Discussion autour de l’articleIII. High frequency variability

Lien entre circulation moyenne et activité mésoéchelle (comme source d’EKE)?Différences N/S => Différents processus à l’œuvre ?

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• Reprend les résultats présentés dans la partie précédente.

Questions en suspens:• Distinction entre tourbillons « à longue durée de vie »

(lifetime >3 semaines) et les autres.

II) 1. Discussion autour de l’article

IV. Eddy activity

Importance des tourbillons « courts » sur les transfo. des masses d’eaux?

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• Reprend les résultats présentés dans la partie précédente.

Questions en suspens:• Quelle propriété utiliser pour regarder la variabilité

temporelle des tourbillons (nb, amplitude, rayon,…)?

II) 1. Discussion autour de l’article

IV. Eddy activity

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• Reprend les résultats présentés dans la partie précédente.

Questions en suspens:Pb en amont: les échelles spatiales de la circulation en

Mer des Salomon sont similaires à celle des tourbillons. • Dans la partie Nord, doit-on continuer à considérer ce

qui semble être une modulation de la circulation moyenne comme un tourbillon ?

Filtrage HF initial de la SLA avant détection. Calcul de la SLA en retranchant une moyenne climato.

II) 1. Discussion autour de l’article

IV. Eddy activity

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• Reprend les résultats présentés dans la partie précédente.

Questions en suspens:Pb en amont: les échelles spatiales de la circulation en

Mer des Salomon sont similaires à celle des tourbillons.

II) 1. Discussion autour de l’article

IV. Eddy activity

=> Tourbillon détecté sur la SLA

climatologique dans la partie N-E

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II) 1. Discussion autour de l’articleV. Vertical structures of eddies (gliders)

10 glider missions

Example mission 12=> Avec les gliders, on obtient en plus, des informations sur la structure verticale des tourbillons

=> Intercomparaison entre les données gliders et les données altimétriques=> Vérification: est ce que les tourbillons traversés par le glider apparaissent dans les données AVISO à la même date ?

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II) 1. Discussion autour de l’articleV. Vertical structures of eddies (gliders)

10 glider missions

Cross track geostrophic velocity (positive to right of track, shaded)Potentiel density (minus 1000, contoured)

Example mission 12=> Avec les gliders, on obtient en plus, des informations sur la structure verticale des tourbillons

Extension verticale des tourbillons

Quantification des anomalies T,S associées

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sous-courant équatorial.

I. Bilan des 15 premiers mois1) Positionnement des travaux effectuées2) Questionnement scientifique3) Bibliographie4) Résultats scientifiques5) Déroulement général

II. Perspectives pour la 2nde partie de thèse1) Discussion autour du futur papier2) Calendrier prévisionnel (et perspectives)

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II) 2. Calendrier prévisionnel

Soutenance(Octobre)

2013 2014

Deadline « Special issue » of JGR (Qingdao) (Juillet)=> Soumission de 2 papiers

Campagne en Mer Pandora 2 (22/09 – 27/10)

Colloques (AGU/ Ocean Sciences)

Mission Nouméa (Septembre) ?3ème papier (fin 2013)

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II) 2.Calendrier prévisionnel

Projet de travail à partir de cet été (futur 3ème papier):•Passer des données AVISO aux sorties du modèle (1/36°) et y appliquer la méthode de détection/suivi des tourbillons•Dans le modèle, étudier la structure verticale des tourbillons. Les propriétés des tourbillons sont-elles modifiées grâce à ce gain de résolution ? •Remonter aux mécanismes de création et de maintien des tourbillons (calcul d’instabilités barotropes/baroclines du type Jouanno et al.)

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Travaux effectués sur la variabilité interannuelle des sourcesde l’EUC et du devenir des anomalies sortant de la Mer des

Salomon

III) Compléments

=> Poster présenté à Vienne pour l’EGU, puis représenté à Qingdao à l’OSS

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Travaux effectués sur la variabilité interannuelle des sourcesde l’EUC et du devenir des anomalies sortant de la Mer des

Salomon

III) Compléments

• Modèle utilisé: ORCA12 global

Très bons courants simulés dans l’Ouest et le long de la PNG

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III) ComplémentsTravaux effectués sur la variabilité interannuelle des sourcesde l’EUC et du devenir des anomalies sortant de la Mer des

Salomon

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1) Formations Ecole Doctorale DÉJÀ FAITES

III) Compléments

• Professionnels- Rien pour le moment !

• Scientifiques- Cours de M2 de turbulence- Formation NCL (Météo

France)- Formations bibliométrie

(Web ok Knowledge, Zotero,…) à l’OMP

- Vulgarisation scientifique (Fête de la science à l’OMP, kiosque au Muséum, festival Novella à la cité de l’espace).

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2) Formations Ecole Doctorale A REALISER

III) Compléments

• Professionnels- Doctoriales (durée=1

semaine)

• Scientifiques- Autres formations

bibliométrie