des observations
Le corps de ce paragraphe est constitué des résultats d’un travail intitulé "Impact of atmospheric Coastal Jet off Central Chile on SST from satellite observations (2000-2007)" soumis au Journal of Geophysical Research. Après avoir résumé , l’ensemble de ce travail, nous présentons l’article en anglais tel qu’il a été soumis.
FIG. 3.2: Amplitude (en grisés) et direction (les flèches)
moyenne des vents QuikSCAT (en m/s) pour la pé- riode Novembre-Janvier 2000-2004 (tirée de Garreaud et Muñoz (2005).
La côte centrale du Chili est caractéri- sée par la présence intermittente de vent s du Sud, parallèles proches de la surface, que l’on appelle les Coastal Jets (C Js). Ces vents ont déjà été étudiés par Garreaud et Muñoz (2005) et Muñoz et Garreaud (2005), Leur formation est liée à la pré- sence de l’anticyclone subtropicale dans le Pacifique Sud-Est. En se basant sur 4 ans de données satellites de vents (QuikS- CAT), Garreaud et Muñoz (2005) docu- mentent les principales caractéristiques et variabilités des CJs. Les CJs sont des vents du Sud, pouvant se produire toute l’année mais ils sont plus fréquents durant le Prin- temps et l’Eté Austral. Les CJs sont carac- térisés par un noyau de vent fort (d’envi- ron 10m/s) avec un axe à 150km des côtes et un cycle diurne très faible. La figure 3.2 illustre la présence des CJs durant la pé- riode de Novembre à Janvier 2000-2004, les vents moyennés sur cette période sont marqués par la présence de CJs.
A l’aide d’une simulation atmosphérique d’un mois via le modèle atmosphérique MM53, Garreaud et Muñoz (2005) étudient un événement de Jet en particulier, qui a lieu
en Octobre 2000. Comme le montre la figure 3.3, cet événement n’est pas extrême mais est 3de l’Anglais : Mesoscale Model 5, Modèle mésoéchelle version 5
3.3. Impact du Coastal Jet atmosphérique du Chili Central sur la SST sur la période 2000-2007 : une étude à partir des observations
FIG. 3.3: (a) Amplitude moyenne des vents QuikSCAT pendant la période du 5 au 13 Octobre 2000. (b)
Amplitude moyenne des vents simulés par MM5 pendant la même période. (c) Série temporelle de l’amplitude du vent de surface au point 30.1˚S-73.2˚W pour QuikSCAT (les cercles) et MM5 (la ligne continue)(tirée de Garreaud et Muñoz (2005).
bien défini : il dure une dizaine de jours. Sur la figure 3.3, sont représentés les vents QuikS- CAT pendant le CJ d’Octobre 2000 ainsi que ceux simulés par Le modèle MM5. Le modèle est capable de reproduire de manière réaliste ce CJ. Le modèle permet alors d’avoir ac- cès à la structure tridimensionelle de cet événement. Garreaud et Muñoz (2005) montrent alors que le coeur du vent réside au niveau du haut de la couche limite marine (ou zone d’inversion).
Les caractéristiques des CJs sont donc relativement bien connus d’un point atmosphé- rique. Cependant, on ne connaît pas bien la réponse océanique à ces événements de vent. Nous avons donc cherché dans l’étude qui suit, à prolonger les études déjà existentes. Nous bénéficions des données satellitaires sur une période de 8 années (2000-2007) pour documenter les caractéristiques des CJs et étudier leur impact sur la variabilité de l’upwel- ling dans cette région. Il s’agit ainsi d’estimer jusqu’à quel point les données disponibles
peuvent permettre de documenter la variabilité associée au CJs et les processus associés à la variabilité de l’upwelling. Cette étude servira de référence pour les travaux de modéli- sation qui seront présentés dans le chapitre 3 et 4.
FIG. 3.4: Les champs colorés représentent la structure spatiale des anomalies de SST pendant le CJ d’Octobre
2000, du 9 au 11 Octobre. Les coutours et les flèches représentent le vent moyen et sa direction pendant la même période.
Nous montrons ainsi que les vents QuickSCAT permettent de décrire la variabilité des CJs : La structure du CJ est caractérisée par un noyau de vent à environ 100km de la côte qui s’étend sur une échelle cross-shore de 160km. Les CJs ont une durée de quelques jours (3-10) tandis que leur période varie d’une semaine à quelques mois. A partir d’une analyse en Décomposition en Valeur Singulière (SVD4) entre les anomalies de tension de vent et de
SST, il est montré que la SST et la tension de vent covarient de manière saisonnière avec un maximum de covariabilité durant la période Août-Octobre. Un CJ est ainsi accompagné d’un refroidissement de la SST. Par exemple, comme le montre la figure 3.4, le CJ d’Oc- tobre 2000, étudié par Garreaud et Muñoz (2005), est accompagné d’un refroidissement de la SST. Nous avons alors voulu déterminer quels étaient les mécanismes dominant, qui entrent en jeu dans le refroidissement de la SST durant un événement de CJ.
Afin de les mettre en évidence au sens statistique sur la période d’étude, nous avons estimé un bilan de chaleur statistique basé sur des SVD entre les différents mécanismes et les variations de SST. Il a ainsi été mis en relief que la perte de chaleur par flux latent et les
4De l’Anglais : Singular Value Decomposition
3.3. Impact du Coastal Jet atmosphérique du Chili Central sur la SST sur la période 2000-2007 : une étude à partir des observations
processus d’Ekman (transport et pompage) étaient les mécanismes dominants le refroidis- sement en SST. Afin de vérifier cette statistique, nous avons étudié deux CJs particuliers : celui d’Octobre 2000 Garreaud et Muñoz (2005) et un autre en Janvier 2003. Les résultats suggèrent une sensibilité de ces mécanismes aux conditions moyennes. Par exemple, le pompage d’Ekman est renforcé pour le CJ situé plus au Sud.
Il existe des limitations inhérentes à la formulation du bilan de chaleur et aux données. Par exemple, faute de données, nous n’avons pas pris en compte la variation de la pro- fondeur de la couche de mélange pendant les CJs. Cette variation peut moduler l’impact des flux de chaleur sur la couche de mélange, elle devrait de plus induire un terme d’en- traînement qui pourrait refroidir ou réchauffer la température de la couche de mélange. Les courants utilisés sont ceux estimés dans le produit OSCAR haute résolution (0.5˚). Ces courants sont lissés par la méthode d’interpolation optimale utilisée et ont un échantillo- nage temporel de 5 jours. Ils ne permettent donc pas d’une part d’estimer une activité mésoéchelle et d’autre part d’étudier l’impact journalier des termes d’advections horizon- tales. Enfin, dans cette étude, nous utilisons les données de SST TMI. Ces dernières ont une blind zone d’environ 50km. Nous ne pouvons donc pas estimer le refroidissement de la SST proche de la côte. Néanmoins, les résultats illustrent la complexité des mécanismes de forçage des upwellings dans cette région et soulignent la nécessité d’avoir des flux hautes résolutions et réalistes. Finalement, un indice d’activité de CJ qui tient compte de la va- riabilité de l’upwelling est proposé, il pourra servir pour l’étude des téléconnections dans cette région.
3.3. Impact du Coastal Jet atmosphérique du Chili Central sur la SST sur la période 2000-2007 : une étude à partir des observations