Ce travail sur les effets de la mar´ee sur les masses d’eaux est fait dans la continuit´e des travaux de Melet et al. (2011) et Germineaud et al. (2016) qui ont d´ecrit les transformations de masses d’eaux ayant lieu en mer des Salomon (section 2.2.2.4). Melet et al. (2011) ont appliqu´e dans leur mod`ele la param´etrisation d´evelopp´ee par Koch-Larrouy et al. (2007) o`u l’´energie des ondes internes est enti`erement dissip´ee `a l’int´erieur de la mer des Salomon et cela en grande partie au niveau de la thermocline. Ainsi Melet et al. (2011) apporte une premi`ere r´eponse quant au rˆole des mar´ees pour transformer les masses d’eaux en mettant en avant le m´elange diapycnal. A noter que ces r´esultats sont d´ependants des hypoth`eses inh´erentes `a cette param´etrisation, notamment sur la fa¸con dont se dissipe cette ´energie des mar´ees internes. Germineaud et al. (2016) ont quant `a eux d´ecrit `a travers les mesures des campagnes Pandora et Mooorspice les transformations de masses d’eaux observ´ees.
Dans un premier temps, j’illustre `a partir des sorties journali`eres pour toute la p´eriode de la simulation sans mar´ee (SM) les transformations de masses d’eaux en mer des Salomon `a travers des diagrammes TS moyenn´es dans des boites d´efinies `a la figure 8.10. Une vision boite par boite permet de voir comment les eaux se transforment en mer des Salomon. Les eaux entrant en mer des Salomon sont transport´ees par le NVJ (boite 1) et les courants de bord NGCC/NGCU (boite 2). Le NVJ transporte les eaux tr`es sal´ees de la SPTW au niveau de la thermocline (section 2) comme le montrent les diagrammes TS des boites correspondantes. Les eaux des boites 1 et 2 se retrouvent ensuite au niveau de la boite 3 au large de Woodlark o`u le diagramme TS, situ´e entre les 2 pr´ec´edents, montre le m´elange de ces diff´erentes masses d’eaux. La boite 4 centr´ee au milieu du bassin nord montre un m´elange important avec une forte ´erosion du maximum de sel que l’on retrouve au d´etroit de Vitiaz (boite 5). Les courants de bords sortant au d´etroit des Salomon (boite 6) transportent des eaux de la thermocline o`u le maximum de sel a ´et´e encore largement ´erod´e. Cette ´evolution ou changement progressif des masses d’eau `a travers la mer de Salomon est conforme `a celle d´ecrite dans la litt´erature (Germineaud et al., 2016; Melet et al., 2011).
Figure 8.17 – Diagramme TS (SM) moyenn´e dans diff´erentes boites dans la mer des Salomon. La position des boites est indiqu´ee en figure 8.10
Le sc´enario est similaire pour la configuration avec mar´ee (AM). Il n’en demeure pas moins que des diff´erences existent entre ces deux configurations. Pour quantifier les effets de la mar´ee sur les masses d’eaux, j’ai travaill´e `a partir des sorties journali`eres sur la p´eriode commune des configurations avec et sans mar´ee (31/12/1996 au 30/03/1999). En rapport avec les travaux de Melet et al. (2013, 2011), les masses d’eaux sont class´ees comme suit : les eaux de surface (SW, Surface Water : σ<23.3), les eaux de la thermocline sup´erieure (TW, thermocline water : 23.3 < σ ≤ 25.7) et les eaux interm´ediaires (IW, Intermediate Water : 26.7 < σ ≤ 27.5). Je pr´esente sur la figure 8.18 de gauche, les anomalies de salinit´e AM-SM en fonction de la densit´e pour les diff´erentes boites. On observe des anomalies de salinit´e atteignant 0.06 pour les eaux de la thermocline sup´erieure et 0.02 pour les eaux interm´ediaires. En plus des anomalies de salinit´e, on observe ´egalement dans les diff´erentes boites des anomalies de temp´eratures en fonction de la densit´e (8.18 de droite). Les boites mettent en avant le refroidissement des eaux de surfaces et de la thermocline ainsi que le r´echauffement des eaux interm´ediaires. Par cons´equent, la mar´ee a eu pour effet de dessaler et refroidir les eaux de la thermocline, et `a l’inverse de saler et r´echauffer les eaux interm´ediaires
Figure 8.18 – Anomalies (AM-SM) de salinit´e (`a gauche) et de temp´erature (`a droite) en fonctions de la densit´e. L’anomalie est calcul´ee dans les diff´erentes boites de la figure 8.10. Les lignes horizontales noires d´elimitent les TW `a 23.3 et 25.7 kg/m3
Je me suis par la suite int´eress´e `a la distribution spatiale des changements de temp´erature et de salinit´e entre les simulations AM et SM. Les diff´erences des champs moyens de temp´erature et de salinit´e entre les simulations AM et SM pour les trois couches d’eaux d´efinies ci-dessus sont illustr´ees `a la figure 8.19. On retrouve les changements d´ecrits plus haut avec des anomalies n´egatives de salinit´e et temp´erature des TW et des anomalies positives pour l’IW. Les eaux de surface (SW) se distinguent par des anomalies de salinit´e et de temp´erature respectivement positive et n´egative qui traduisent des couches de surface plus denses pour la simulation AM. Ces r´esultats s’apparient `a ceux de Melet et al. (2011) qui attribuent les anomalies de salinit´e au m´elange diapycnal. Ces anomalies se r´epartissent dans l’ensemble de la mer des Salomon mais se concentrent particuli`erement dans la partie centrale et est de la mer des Salomon o`u elles peuvent atteindre des valeurs importantes de l’ordre de 0.5°C en temp´erature et 0.1en salinit´e .
Chapitre 8. M´eso/sous m´eso´echelle et mar´ee interne en mer des Salomon
Figure 8.19 – Anomalie (AM-SM) de salinit´e (haut) et de temp´erature (en bas) moyenne journali`ere entre les mod`eles avec et sans mar´ee
Il est somme toute curieux de ne pas retrouver une signature particuli`ere en temp´erature et salinit´e au niveau des zones importantes de g´en´eration/dissipation de la mar´ee interne (extr´emit´e sud est de la PNG et des ˆıles Salomon, d´etroit de Salomon). Une explication est peut ˆetre dynamique : Dans cette r´egion o`u l’on observe les diff´erences les plus marqu´ees les courants ne sont pas tr`es intenses et l’on devrait observer plus facilement l’effet propre de la mar´ee alors que les autres zones sont localis´ees dans des r´egions de tr`es forts courants o`u les effets de la dynamique pr´evalent.
On peut l´egitimement penser que les changements de temp´erature et de salinit´e associ´es `a la mar´ee au travers d’un m´elange diapycnal sont associ´es `a des diff´erences de stratification entre les deux simulations. Je pr´esente les profils de Br¨unt Vaissala moyens pour les simulations AM et SM sur la mer des Salomon (Fig.8.20). On observe des diff´erences de stratification marqu´ees entre 50 et 100 m `a l’interface entre les eaux SW et TW mais aussi entre 300 et 400 m `a l’interface entre les eaux IW et la basse thermocline. La stratification est alors plus faible dans le mod`ele avec mar´ee, ce qui est plutˆot favorable au m´elange diapycnal car les barri`eres entre les masses d’eaux sont moins importantes.
Figure 8.20 – Frequence de Br¨unt Vaisala moyenn´ee dans la mer des Salomon pour les mod`eles avec mar´ee (bleu) et sans mar´ee (vert). A gauche, profil vertical moyen. A droite, en haut : les s´eries temporelles de N2pour les simulations AM (bleu) et SM(vert), en bas : s´erie temporelle de l’anomalie AM-SM de N2. La p´eriode Ni˜no est d´elimit´ee par les lignes verticales pointill´ees rouge, la p´eriode Ni˜na se situe `a droite de la ligne en magenta
Pour illustrer comment ces effets de la mar´ee ´evoluent avec les conditions oc´eanique basse fr´equence, j’ai pour les simulations AM et SM, regard´e l’´evolution temporelle de la fr´equence de Br¨unt Vaisala moyenn´ee entre les profondeurs (50-100m) o`u l’on observe des anomalies cons´e- quentes. La stratification montre une variabilit´e interannuelle associ´ee `a ENSO. Dans les deux simulations, elle est plus faible pendant El Ni˜no et plus forte pendant La Ni˜na en lien avec les anomalies grande ´echelle de masses d’eaux associ´ees `a ENSO et transport´ees en mer des Salo- mon (Melet et al., 2013). Si les diff´erences entre AM et SM sont quasiment nulles pendant les p´eriodes neutres, elles sont particuli`erement sensibles pendant ENSO avec des anomalies n´ega- tives ind´ependantes des phases El Ni˜no ou La Ni˜na. Dans les deux situations, nous avons une accentuation des courants (NGCC pendant El Nino ; SSI pendant La Nina ; section 2.2.2) au
Chapitre 8. M´eso/sous m´eso´echelle et mar´ee interne en mer des Salomon
niveau d’une zone de g´en´eration de mar´ee interne qui laisse penser `a un effet dˆu aux interactions entre mar´ee et circulation. Une stabilit´e moindre pendant El Ni˜no accentu´ee par l’effet de la mar´ee est cens´ee favoriser le m´elange compar´e `a La Ni˜na et au mod`ele sans mar´ee. Ceci est en accord avec l’analyse des anomalies interannuelles de temp´erature et salinit´e d´ecrite dans Melet et al. (2013).
Ce travail sur l’effet de la mar´ee sur le m´elange m´erite d’ˆetre approfondi. J’ai mis en ´evidence la relation entre mar´ee et circulation, dans la suite, je vais regarder comment la mar´ee peut impacter la dynamique des courants et la m´eso-´echelle.