Variabilité de l'Atlantique Nord dans un modèle couplé idéalisé : L'Oscillation Multidécennale Atlantique

Résumé : Aux échelles multidécennales, le mode de variabilité principal de l'Atlantique Nord est connu sous le nom de AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation). Il est révélé par les observations océaniques, mais les causes qui lui donnent naissance restent mal comprises. Certaines études décrivent l'AMO comme un mode océanique forcé par l'atmosphère, d'autres études décrivent l'AMO comme un mode intrinsèque à l'océan. Ce désaccord majeur est fortement lié aux approches utilisées par ces différentes études, i.e. analyses statistiques de données issues de modèles climatiques ou d'observations vs. expériences de sensibilité à l'aide de simulations idéalisées. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons aux mécanismes de variabilité basse fréquence de l'Atlantique Nord dans une série de simulations. Trois configurations couplées du MITgcm sont intégrées, avec une résolution horizontale de 4°, 2° et 1° (pour l'océan et l'atmosphère). La géométrie de l'océan est idéalisée. Le fond est plat, et l'Atlantique est représenté par un petit bassin, délimité par deux barrières méridiennes, orthogonales l'une à l'autre. Ces trois configurations reproduisent toutes une variabilité de la MOC (Meridional Overturning Circulation) dans l'Atlantique entre 30-40 ans, associée à la propagation d'ondes de Rossby de grande échelle à travers le petit bassin. Cette variabilité persiste dans des expériences d'océan seul. Dans nos simulations, la variabilité basse fréquence de l'Atlantique Nord est donc générée pas des processus internes à l'océan. Augmenter la résolution horizontale renforce par ailleurs le couplage océan-atmosphère, avec une NAO (North Atlantic Oscillation) qui devient significativement corrélée à la MOC deux ans plus tard à 1°. Ces corrélations sont mises en évidence dans la plupart des modèles climatiques, ainsi que dans les observations. Certaines études en déduisent alors que la variabilité océanique est forcée par l'atmosphère. Cependant, les expériences de sensibilité au couplage air-mer réalisées dans cette étude démontrent que de telles corrélations n'induisent pas de causalité. Elles illustrent la nécessité d'interpréter les résultats d'analyses statistiques avec précaution, lorsqu'il s'agit d'identifier l'origine de la variabilité basse fréquence de l'Atlantique Nord. L'origine interne de la variabilité océanique par instabilité barocline de grande échelle est ensuite approfondie à l'aide de deux méthodes : une approche diagnostique (bilan de variance) et une approche prognostique (analyse locale de stabilité linéaire). L'approche diagnostique permet de caractériser la variabilité qui se développe dans le modèle non-linéaire. L'approche prognostique consiste à calculer les modes propres de la circulation océanique moyenne, dans l'hypothèse quasigéostrophique. Nous montrons que la prise en compte de la viscosité turbulente dans l'analyse locale permet une meilleure cohérence avec les solutions du modèle non-linéaire. Nous interprétons finalement les ondes de Rossby, qui se propagent à travers le petit bassin, comme émanant d'une instabilité barocline de bord est.
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Océanographie. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2015. Français. 〈NNT : 2015BRES0071〉
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Soumis le : vendredi 30 novembre 2018 - 16:43:33
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Quentin Jamet. Variabilité de l'Atlantique Nord dans un modèle couplé idéalisé : L'Oscillation Multidécennale Atlantique. Océanographie. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2015. Français. 〈NNT : 2015BRES0071〉. 〈tel-01941078〉

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