Covariabilité du vent et de la SST

Liens entre les anomalies de SST et le vent

La covariance entre la SST et la vitesse du vent dans la région de Pisco au point [15˚S- 76.4˚W], et dans la région de Piura, au point [5S-82.7W] est d’abord examinée sur la figure 4.3. Nous ne présentons que la période favorable aux vents intrasaisonniers : d’Avril à Septembre. La figure 4.3 présente donc les anomalies de SST lissées (fc = 2 jours) ainsi que la vitesse du vent pour les deux sites indiqués. Notez que la vitesse moyenne du vent sur la période favorable des vents intrasaisonniers Péruviens (que nous appellerons Coups de Vents Péruviens) atteint au maximum 8,5m/s. La zone grisée dans la figure 4.3 indique les périodes où la vitesse méridienne dépasse +8,5m/s sur une période d’au moins trois jours, ce qui permet de mettre en lumière les périodes actives des Coups de Vents Péruviens. Pour le site Piura, 69 Coups de vents sont identifiés au cours de la période favorable contre 67 pour le site vers Pisco. La figure 4.3 indique que les CJs sont généralement associés à des anomalies négatives de SST. Ainsi, la majorité des coups de vents Péruviens (78% Piura près de 81% et près de Pisco) sont associés à une baisse moyenne de SST de 0.9˚C et 1.3˚C respectivement. Les corrélations entre les vents et les anomalies de SST sur les périodes de CJs atteignent respectivement r = 0.5 et r = 0.65 pour Piura et Pisco.

Cette analyse confirme qu’aux Coups de vents Péruviens est étroitement associée une diminution de la SST le long de la côte. Nous allons maintenant déterminer les structures spatiales caractéristiques de ces coups de vents ainsi que du refroidissement associé en appliquant une analyse en SVD entre les anomalies de la tension de vent et les anomalies de SST.

3_{Produit de vents estimés par satellite}

FIG. 4.3: Séries temporelles de l’amplitude des vents QuikSCAT (ligne noire) et des anomalies de SST TMI

(ligne grise). Seulement la période favorable aux Coups de Vents Péruviens est représentée (De Avril à Sep- tembre). Les périodes grisées représentent les périodes pour lesquelles le vent est supérieur à 8m/s (pour (a) et 8.5m/s pour (b). a) Vers Piura ([5S-82.7W] et vers Pisco ([15˚S-76.4˚W]).

Structures spatiales des coups de vents Péruviens et du refroidissement associés

a) La région de Piura

4.2. Variabilité intrasaisonnière de la SST le long des côtes Péruviennes : Forçage à distance vs. Forçage local

composantes zonales et méridiens) sur le domaine [86.75˚W-79.25˚W, 8.25˚S-1.75˚S] a été menée sur la période 2000-2006. Les résultats pour le mode dominant sont présentés sur la figure 4.4. Ce mode explique 75% de la covariance entre les deux champs La variance expliquée pour les composantes méridienne et zonale des anomalies de la tension de vent expliquent respectivement 55% et 24%. Elle atteint 8% pour les anomalies de SST. Les cor- rélations entre les séries temporelles associées à ce mode (cf. figure 4.4) sont de r = −0.25 (significatives à σ = 95%), ce qui indique que les CJs au niveau de Piura sont partiellement associés à un refroidissement de la SST. Sur la figure 4.4 à gauche, sont représentées en (a) et (b) les configurations spatiales des anomalies méridiennes de la tension de vent et de la SST, (d) représente les séries temporelles associées (en rouge la SST et en noir la tension de vent) alors que sur (c) est représenté le spectre de ces séries temporelles.

FIG. 4.4: A gauche : Mode dominant de l’analyse SVD entre la tension de vent et la SST près de Piura (5˚S).

a) Structure spatiale de la composante méridienne et direction du vent (les flèches). b) idem mais pour la SST, les flèches représentent à nouveau la direction du vent. d) Séries temporelles associées, la courbe rouge (noire) représente la SST (la tension de vent). c) Les spectres associés aux séries temporelles. A droite, la même chose pour Pisco (14˚S). Les périodes grisées représentent les mêmes périodes que celles grisées sur la figure 4.3, la période colorée en jaune représente l’événement de vent étudié dans le chapitre 2.

On peut donc caractériser la structure des CJs vers Piura de la manière suivante : une tension de vent intense qui se situe à 300km des côtes et qui diminue vers la côte (donc qui privilégie un pompage d’Ekman). La structure en anomalies de SST correspond à une zone de variabilité maximum le long de la côte qui s’étend à 80 km au large des côtes. L’analyse

spectrale des séries associées révèle des pics de fréquences à 7, 12, 16, 23 et 32 jours−1_pour

la tension de vent et la SST.

b) La région de Pisco

Comme pour Piura, nous avons appliqué une analyse SVD entre la SST et la tension de vent (zonal et méridien) sur le domaine [85˚W-73˚W, 8˚S-19˚S] et pour la période 2000-2006. Comme pour la région de Piura, la SVD fait ressortir un mode dominant bien défini : 96% de la covariance entre les anomalies de SST et de la tension de vent est expliquée (figure 4.4) . Les variances expliquées pour les composantes zonales et méridiennes atteignent respectivement 75% et 76%, tandis que celle des anomalies de SST atteint 9%. La corrélation entre les séries temporelles associées atteint r = −0.45 (σ = 95%). Les CJs au niveau de Pisco sont donc aussi associés à un refroidissement de la SST.

Jan0 Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

0.2 0.4 0.6

Time

Correlation

60d−running correlation [PC(Wind stress) versus PC(SST)] − Climatology

Piura Pisco

FIG. 4.5: Corrélation sur une fenêtre glissante de 60 jours entre les séries temporelles issues de la SVD.

La SVD permet de caractériser la structure spatiale des CJs (figure 4.4) : Une noyau de tension de vent méridien intense, centré à [78,5˚W-15,2˚S] et qui a une extension cross-shore d’un rayon de 145km (estimé en faisant correspondre à la structure spatiale une gaussienne centrée sur la côte et dans la direction cross-shore). Pour la SST, la tendance dominante consiste en une zone de la variabilité maximum le long de la côte entre 17˚S et 10˚S avec une échelle cross-shore estimée à 82km (estimée aussi avec une courbe gaussienne). L’analyse spectrale de la série associée révèle des pics de fréquences à 12, 17 et 23 jours−1 _{pour la}

tension de vent et à 24 jours−1_{pour la SST.}

Enfin, nous avons calculé les corrélations entre les séries temporelles associées de SST et de tension de vent sur une fenêtre glissante de 60 jours. Une climatologie de ces corréla-

4.2. Variabilité intrasaisonnière de la SST le long des côtes Péruviennes : Forçage à distance vs. Forçage local

tions "glissantes" sur 2000-2006 est alors estimée. La figure 4.5 la présente. Elle montre que les anomalies de SST et de tension de vent présentent une covariance. Celle ci est maximale en Juillet pour Piura (5˚S) et en Septembre pour Pisco (14˚S).