Confrontation aux observations in situ

Tout d’abord, nous allons comparer la structure grande échelle de notre solution à la circulation barotrope calculée à partir de la climatologie CARS (Dunn et Ridgway., 2002). La

fonction de courant barotrope (figure VII-3) a été calculée à partir des vitesses géostrophiques

relatives à 2000m intégrées verticalement sur cette même profondeur. Cette comparaison ne peut être que très qualitative, néanmoins il est intéressant de noter que le SEC se retrouve concentré dans la moitié nord du domaine, comme c’est le cas dans notre solution. Une autre caractéristique intéressante est la présence de la gyre au Sud de la Nouvelle-Calédonie que l’on retrouve dans notre solution mais qui est absente dans la solution du modèle OCCAM. Ce qui nous conforte dans la qualité de notre solution.

figure VII-3 : fonction de courant barotrope réalisée à partir de la climatologie CARS.

VII.2.3.2 Le Glider

Comme il est assez difficile d’aller plus loin à partir de cette climatologie, nous allons

profiter ici des efforts faits au sein de l’équipe à Nouméa en terme d’observation in situ. Les données du planeur sous marin déployé lors de la campagne Secalis 3 (juillet 2005) à laquelle j’ai participé vont être utilisées. Il a échantillonné le flux entrant en mer de Corail entre Guadalcanal et la Nouvelle-Calédonie et a permis d’acquérir les premières observations

directes des Jets Nord Calédonien et Nord Vanuatu (voir la description en I.3.6) Dans ce

contexte, nous comparons notre simulation « climatologique » à des observations qui correspondent à un état de l’océan à un temps donné. L’intérêt est que l’échantillonnage spatial des observations utilisées ci-dessous est compatible avec la résolution du modèle. L’objectif étant de voir comment les structures modélisées se retrouvent dans les observations.

Le planeur sous marin fournit en plus des mesures de température et de salinité une estimation des courants intégrés sur sa profondeur maximale de plongée (600 m dans le cas de cette expérience). Ces informations permettent d’avoir accès à la circulation géostrophique absolue le long de la section. Nous nous intéressons ici à la comparaison modèle/glider, pour les vitesses entre 0 et 600m le long de la section du glider. La comparaison de la vitesse intégrée sur les 600 premiers mètres est présentée sur la figure VII-4. Il est à noter que les données de vitesse moyenne « alongtrack » du glider présentées ici ne correspondent pas à celles de la Fig.2 de Gourdeau et al. (2007). En effet, afin d’améliorer la comparaison, ces

données ont été filtrées afin de supprimer les courants de marée (W. Kessler, communication personnelle).

Comme on peut le voir la « climatologie » du modèle se superpose de façon surprenante aux données instantanées du glider. On retrouve bien le Jet Nord Vanuatu entre 12° et 14°S et le Jet Nord Calédonien entre 17° et 18°S avec des vitesses respectives de l’ordre de 10 et 20 cm/s. La zone de transition entre les jets (JNC et JNV) se caractérise à la fois dans le modèle et dans les données par un contre courant de l’ordre de 10 cm/s qui peut suggérer de possibles recirculations entre le JNC et le JNV. Dans la partie Sud de la section (au Sud de 19°S), il semble exister une forte variabilité tourbillonnaire retranscrite dans les deux jeux de données et qui explique les différences observées.

figure VII-4 : a) Vitesse moyenne absolue (0-600m) : en Rouge le Glider et en noir le modèle. (Courtesy W. Kessler).

figure VII-5 : Transport Cumulé (Sv) intégré vers le Sud le long de la section du glider. La courbe rouge est obtenue à partir de la vitesse absolue du Glider, la courbe bleue est représentative du transport dans le modèle entre 0 et 600m. La courbe noire représente le transport total dans le modèle.

Les transports cumulés (0-600m), intégrés du nord au sud le long de la section, sont

évalués pour le modèle et les observations (figure VII-5). Les transports totaux entre

Guadalcanal (10°S) et la Nouvelle Calédonie (18°S) sont relativement similaires entre les deux solutions, de l’ordre de 25 Sv pour Roms contre 27 Sv pour les observations. Le modèle simule un JNC similaire à celui observé de l’ordre de 12 Sv pour une largeur méridienne inférieure au degré. Pour le JNV les différences sont plus notables, 16 Sv pour ROMS contre 20 Sv pour les observations. Cette différence provient en grande partie de la région au nord de 12°S. Plusieurs explications sont possibles pour expliquer cette différence. D’une part, la couche éponge du modèle est située au nord du domaine entre 10°S et 11.5°S et peut

influencer le JNV dont la frontière nord est proche de cette limite. D’autre part, Kessler et

Gourdeau (2007) à partir du modèle ORCA05 ont montré que le cycle saisonnier était plus marqué dans la région du JNV que dans la région du JNC. La période des observations, correspondant à celle du maximum de variabilité saisonnière, est en accord avec les différences de transport entre les observations et notre modèle. Il est bien sûr également possible que cette différence résulte de la variabilité intra saisonnière qui est de nature

chaotique ou encore de la variabilité interannuelle. La courbe noire (figure VII-5) représente le transport total dans le modèle, elle a également été ajoutée pour visualiser la part du transport sous les 600 premiers mètres. Elle met en évidence une nette augmentation du transport du JNC, et un déplacement vers le Sud du JNV. Le contre courant entre ces deux dernier est également plus important avec près de 7 Sv.

La comparaison de la structure verticale des courants le long de la section (figure VII-6)

montre des structures verticales comparables. Nous voyons que le JNC présente une structure quasi barotrope avec des vitesses homogènes jusqu’à 600m. Dans le modèle, le JNC est observé jusqu’à une profondeur d’environ 1500m. Le JNV a, quant à lui, une structure plus barocline ne s’étendant pas au-delà de 350m. A 15.5°S un contre courant existe dans les deux solutions, il apparaît associé à une structure barocline dans les observations alors qu’elle semble davantage barotrope dans le modèle.

Cette comparaison amène à penser que ces jets (JNC et JNV) sont des structures relativement stables de l’écoulement et qu’il doit exister une activité mésoéchelle permanente entre ces deux structures de courants.

figure VII-6 : Vitesse zonale géostrophique (absolue) le long de la section du glider en haut (d’après Gourdeau et al., 2007), au milieu un instantané de ROMS (juillet) et en bas la moyenne climatologique de ROMS.

VII.2.4 Diagnostique de la simulation de référence : Bilan de