Titre de la thèse :
Modélisation de la variabilité climatique de la circulation et des masses d’eau en mediterranée : impacts des échanges ocean-atmosphère
Directeurs de thèse:
Karine BERANGER (ENSTA ParisTech) et Samuel SOMOT (CNRM/météo-France)
Résumé de la thèse:
La Mer Méditerranée est une région semi-fermée, fortement influencée par le climat continental et entourée par de nombreux reliefs montagneux. La perturbation par le relief de systèmes frontaux se propageant d’ouest en est, engendre des vents continentaux secs très violents canalisés entre les montagnes et caractérisés par de forts cisaillements horizontaux.
Les eaux atlantiques qui entrent au détroit de Gibraltar circulent globalement de manière cyclonique dans un courant côtier étroit (~50km), qui méandre et génère des tourbillons. Cette circulation de surface est caractérisée par une forte activité de méso-échelle qui joue un rôle important sur le mélange et le transport des masses d’eaux.
L’effet des vents secs d’hiver se conjugue avec l’aridité du climat pour générer une évaporation intense, qui crée une perte de chaleur et un déficit d’eau que l’apport d’eau douce, par les pluies et les fleuves, ne suffit pas à compenser. Ce déficit est supposé être en grande partie compensé par le flux d’eau atlantique entrant par le détroit de Gibraltar. L’évaporation, qui provoque un excès de sel et un refroidissement, et qui est conjuguée avec l’apport d’énergie des vents et la circulation générale, entraîne un fort mélange et une augmentation de la densité dans la couche de mélange. C’est ainsi que sont créées des instabilités hydrodynamiques favorables pour la mise en place de la convection hivernale, qui est le moteur de la circulation thermohaline.
A l’échelle du bassin et des sous-bassins, les masses d’eaux sont modifiées et on observe des tendances au réchauffement depuis quelques décennies. Ces modifications sont associées à une forte variabilité interannuelle expliquée en partie par la variabilité du climat global.
Les travaux de modélisation numérique basés sur l’outil NEMO ont pour but l’amélioration de la représentation de la transformation et du trajet des masses d’eau formées dans la Mer Méditerranée, en particulier le réalisme de la circulation thermohaline et du cascading d’eaux denses. Des études originales sur l’utilisation de champs atmosphériques et de leurs impacts sur la couche de mélange et la convection hivernale sont menées. Ces travaux sont coordonnés avec les objectifs du programme HyMex sur l’étude du cycle de l’eau.
Mots-clefs : échanges océan-atmosphère, modélisation, variabilité climatique