a) Données de campagne
La figure C2.1 montre l’échantillonnage de stations réalisées pendant la campagne MOOSE-GE 2013. On remarque la présence en mer Ligure d’un profil remarquable présen-tant une structure homogène en température (θ ∼ 13.18◦C) et salinité (S ∼ 38.54) entre 500 et 1000 m de profondeur. Cette structure est également associée à une anomalie positive des concentrations d’oxygène d’environ +15µmol kg−1.
1. les Chloro-Fluoro-Carbones sont des gaz d’origine anthropique introduits dans l’atmosphère, et donc l’océan, depuis les années 1950. Ce sont des traceurs passifs par excellence.
4 6 8 40 41 42 43 44 Longitude Latitude
MOOSE−GE 2013 cruise: CTD sampling
a 12.9 13.18 13.5 0 500 1000 1500 2000 2500 θ [°C] Pressure 38.47 38.54 38.58
Salinity Dissolved Oxygen [µmol/kg]180 195
b
Fig. C2.1 (a) Carte des stations réalisées lors de la campagne MOOSE-GE 2013 avec en bleu les stations réalisées en mer Ligure et en vert la station réalisée dans le cœur d’un SCV. (b) Profils verticaux de température, salinité et oxygène réalisés dans le cœur du tourbillon en vert et à l’extérieur en gris (le profil bleu est la moyenne sur les profils gris).
Les campagnes estivales MOOSE-GE permettent le suivi annuel des caractéristiques physiques et biogéochimiques du bassin grâce à la collecte de ∼80 profils verticaux de tem-pérature, salinité, oxygène, fluorescence et turbidité. À cela s’ajoutent des dosages géochi-miques renseignant sur la concentration des principaux nutriments (nitrates, silicates et phosphates) et du carbone inorganique dissous (DIC).
Les données de campagne sont irremplaçables pour mesurer avec une grande préci-sion les paramètres physiques et biogéochimiques. Cependant ces données seules ne per-mettent pas de caractériser la dynamique d’un SCV au rayon proche de 5 km.
b) Données glider
Quelques jours après l’échantillonnage du tourbillon lors de la campagne MOOSE-GE, un glider a été déployé le long de la radiale Nice-Calvi2et a traversé cette même structure. Profitant de cette occasion unique, nous avons écarté le glider de sa trajectoire habituelle dans le but d’échantillonner plus intensivement cette structure tourbillonnaire. Le glider a été piloté pour tirer parti des forts courants moyens du SCV ( 10 cm s−1en moyenne sur 0-1000 m, voir figureC2.2-a), et a été guidé à une vitesse de près de 40 cm s−1à travers cette structure. L’advection moyenne du SCV a pu être estimée a posteriori à 4±1 cm s−1environ. Le glider était équipé d’un capteur CTD (température, salinité), ainsi que d’un capteur d’oxygène, de fluorescence et de rétrodiffusions optiques à 470 et 532 nm. Il a permis de ré-colter près de 90 profils à moins de 15 km du centre du tourbillon, ainsi que 50 estimations de courants moyens.
Remarque sur l’oxygène et la fluorescence
Dans notre étude, nous allons nous intéresser particulièrement aux signaux d’oxygène et de fluorescence de la chlorophylle-a. Or, ces deux paramètres sont des variables biogéo-chimiques qui nécessitent un traitement de calibration particulier :
Oxygène : On s’est attaché à faire correspondre les valeurs mesurées par le glider à celles
du capteur de la CTD navire. Pour cela, nous avons corrigé au premier ordre les don-nées du glider en leur appliquant un offset de ∼18µmol L−1. Cela permet ainsi d’as-surer la continuité des données à l’interface entre les deux plateformes de mesure à 1000 m de profondeur. On considère les données de la campagne comme référence et pour notre étude, nous nous intéresserons uniquement aux signaux d’oxygène dis-sous de manière relative et à leurs gradients. La précision des valeurs absolues n’est donc pas un obstacle en soit. On suppose toutefois que les biais instrumentaux liés à la pression ou à une dérive temporelle sont faibles. Cette hypothèse est raisonnable au vu du bon accord des signaux des deux plateformes sur 0-1000 m, ainsi que la courte période temporelle des données glider considérées (10 jours). En-dehors de la région de la thermocline, les capteurs d’oxygène sont également plus précis.
Fluorescence : Nous appliquons de nouveau la calibration avec les données satellitaires
(méthode adaptée de [Lavigne et al., 2012] et décrite en introduction du manuscrit). Il est bon de noter que Le signal relatif et les gradients concernant le capteur d’une unique plateforme ne sont pas affectés par la procédure de calibration.
c) Détection du centre de tourbillon
Pour reconstruire la structure radiale du tourbillon, les profils doivent être replacés dans un référentiel relatif au centre du SCV. Pour ce faire, cinq périodes distinctes pendant lesquelles le glider a traversé le centre du tourbillon ont été isolées. Pour chacune de ces sections, la méthode des chapitres précédents (A3etC1) a été utilisée. Cette méthode se base sur les courants moyens pour déterminer la position du centre du SCV en minimisant une fonction de coût [Bosse et al., 2015].
La figureC2.2-a montre la trajectoire du glider ainsi que la température potentielle à 900 m. Cette dernière grandeur fait bien apparaître l’anomalie chaude au large liée à la pré-sence du SCV. Des courants moyens d’une intensité supérieure à 10 cm s−1et en rotation anticyclonique peuvent également être observés. Leur intensité est du même ordre de gran-deur que celle de la circulation de bord liée au Courant Nord ou au Courant Ouest-Corse. Les étoiles vertes montrent les positions estimées du centre du SCV au cours du temps : la première détection correspondant à la station CTD de la campagne MOOSE-GE, puis les cinq autres proviennent des données glider.
Pour reconstruire le champ de température à 900 m dans le référentiel du tourbillon, la position du SCV a été interpolée dans le temps en utilisant comme point de référence les différentes positions estimées par le glider. Connaissant le champ de vitesse orbitale
θ900m[ °C] 13.1 13.12 13.14 13.16 13.18 13.2 −100 −50 0 −80 −60 −40 −20 0 20 40 60 x [km] y [km] a 13.1 13.12 13.14 13.16 13.18 13.2 −20 −10 0 10 20 −20 −15 −10 −5 0 5 10 15 20 x [km] y [k m ] θ900m[ °C] 10 cm s-1 b
Fig. C2.2 (a) Carte de la trajectoire du glider échantillonnant le SCV. La température po-tentielle à 900 m de profondeur de chaque profil est représentée en couleur et la position du centre du tourbillon en vert. Les traits principaux de la circulation moyenne sont également annotés : Courant Nord (NC) et Courant Ouest-Corse (WCC). (b) Reconstitution de la tem-pérature potentielle à 900 m par analyse objective (isotrope avec un rayon de corrélation de 7 km représenté en trait plein noir par rapport au centre, les pointillés correspondent à 14 km). Les zones où l’erreur liée à l’interpolation est supérieure à 95% de la variance du signal ont été masquées en gris clair. Les flèches représentent les courants moyens mesurés par le glider.
en profondeur (sa description sera détaillée un peu plus loin), chaque profil a été replacé dans le référentiel lié au centre tourbillon et en rotation à sa vitesse orbitale. L’anomalie de température à 900 m est bien contenue dans un rayon tracé de ∼7 km autour du centre avant de disparaître rapidement. Il est difficile d’affirmer si les excroissances du cœur du tourbillon que l’on observe sur la figureC2.2-b sont liées à une géométrie non parfaitement circulaire du tourbillon ou à l’incertitude du repositionnement des profils ou encore à des filaments qui s’enrouleraient du tourbillon. On supposera par la suite que le SCV peut être caractérisé au premier ordre par une géométrie cylindrique.