Sommaire 1 Introduction . . . . 45 2 Méthodologie . . . . 46 a) Définition des zones d’intérêt . . . . 46
b) Définition des masses d’eau . . . . 47
3 Indices de variabilité de la Méditerranée Nord-occidentale . . . . 48 a) Évolution temporelle de la colonne d’eau . . . . 48
b) Évolution des Eaux Atlantiques . . . . 50
c) Évolution des LIW et des eaux profondes . . . . 53
4 Bilan et perspectives . . . . 55
1 Introduction
Nous avons vu en introduction que de très nombreuses observations in situ des pa-ramètres physiques de l’océan ont été collectées en Méditerranée Nord-occidentale grâce notamment à l’apparition de nouvelles plateformes de mesure autonomes (gliders et flot-teurs Argo). Cela nous permet d’avoir une vision quasi synoptique des propriétés des dif-férentes masses d’eau à l’échelle du bassin au cours de cette période. Ce suivi est es-sentiel, car il permet de connaître de manière précise la situation hydrographique au cours du temps et de détecter éventuellement des changements dans les caractéristiques des masses d’eau. On sait par exemple que les caractéristiques en température et sali-nité des Eaux Levantines Intermédiaires (LIW) sont des variables importantes du cessus de convection profonde, et de la détermination des caractéristiques eaux pro-fondes nouvellement formées [Grignon et al., 2010]. En 2005, un renouvellement mas-sif des eaux profondes aux caractéristiques spectaculairement chaudes et salées a eu lieu [Schroeder et al., 2010]. Cette augmentation subite du contenu de chaleur et de sel
des eaux profondes s’explique par une accumulation dans les couches intermédiaires
[Schroeder et al., 2006,Herrmann et al., 2008]. Dans le contexte du réchauffement
clima-tique, il est également très utile d’avoir un suivi des caractéristiques des Eaux Profondes de la Méditerranée Occidentale (WMDW), dont la température et la salinité sont en augmen-tation depuis les années 1960 [Béthoux et al., 1990].
Par conséquent, pour arriver à quantifier et anticiper de tels changements, il est crucial d’avoir un suivi à long terme des caractéristiques de la Méditerranée Nord-occidentale ; c’est ce qui est réalisé dans le cadre du projet MOOSE depuis 2010.
2 Méthodologie
a) Définition des zones d’intérêt
Pour rendre compte de l’évolution de la circulation générale du bassin abordée en in-troduction de cette thèse, nous allons découper la bassin nord-occidental en 2 régions hau-turières et 3 régions du talus (voir figureA1.1) :
— Zone au large du Golfe du Lion (en noir sur la figureA1.1, 80 km autour du point 42◦N-5◦E) qui permet de suivre l’évolution de la colonne d’eau dans la zone de convection profonde.
— Zone au large de la mer Ligure (en noir également, lat.>42◦N, long.>7◦E et prof.>2300 m), où a également lieu un mélange vertical profond en hiver. Ce mé-lange n’est toutefois généralement pas aussi important que dans le Golfe du Lion.
3 4 5 6 7 8 9 10 40 41 42 43 44 Longitude Latitude
Fig. A1.1 L’ensemble des profils col-lectés sur la période 2007-2015 : do-maines côtier/talus en couleur (en vert la zone du talus Corse, en bleu de la mer Ligure et en rouge du Golfe du Lion) et hauturiers en gris (Golfe du Lion à l’ouest et de la mer Ligure à l’est).
— Zone du talus Corse (en vert, 42◦N<lat.<43◦N et 200 m<prof.<2300 m), où s’écoulent les LIW les plus chaudes et les plus salées du bassin à profondeur in-termédiaire en provenance de la mer Tyrrhénienne.
— Zone du talus de la mer Ligure (en bleu, 7◦E<long.<8◦E et 200 m<prof.<2300 m), où l’on s’intéresse aux propriété du Courant Nord en amont de la zone convection. Ce courant intense est très important pour le transport de chaleur et de sel entre l’est et l’ouest du bassin, notamment à profondeur intermédiaires où se situe les LIW. — Zone du talus du Golfe du Lion (en rouge, long.<6◦E, lat.>41.8◦N, 200 m<prof.<2300
m et à au moins 80 km du point 42◦N-5◦E), où l’on peut estimer les gradients côte/large entre les eaux qui s’écoulent avec le Courant Nord en bordure de la zone de convection.
b) Définition des masses d’eau
On s’intéressera plus particulièrement aux caractéristiques des différentes masses d’eau de la Méditerranée Nord-occidentale (voir figure0.4) :
— les Eaux Atlantiques (AW) sont définies par la température et la salinité moyenne au dessus de l’isopycne σ = 28.95 kg m−3;
— les Eaux Levantines Intermédiaires (LIW) sont définies par le maximum de tempé-rature et de salinité détecté en dessous de l’isopycne σ = 29 kg m−3;
— les Eaux Profondes de la Méditerranée Occidentale (WMDW) sont suivies par la température et salinité moyenne observée en dessous de 1000 m.
Il est bon de noter qu’avec une telle définition, les AW, ainsi que les LIW peuvent ne plus être détectées en période de mélange hivernal, lorsque la densité des eaux de surface excède alors 29 kg m−3.
Entre les zones côtières et le large, on s’attend à trouver des contrastes hydrographiques entre les différentes masses d’eau, en particulier en surface et à profondeur intermédiaire. En effet, la circulation de bord suit au premier ordre un équilibre géostrophique1et est contrôlée par des contrastes de densité principalement au niveau du talus. Ainsi, dans les trois zones côtières, on s’attend à trouver des AW moins salées en s’approchant de la côte et des LIW plus marquées (c-à-d plus chaudes et plus salées). Une approche statistique basée sur ces boîtes et sur une détection automatique par profil des caractéristiques θ/S des masses d’eau permet de construire des indices de variabilité qui rendent compte de ces contrastes. Dans les zones du talus, on utilise donc le signal qui correspond aux 10% des valeurs extrêmes (minimales ou maximales selon la masse d’eau et la profondeur) dans un intervalle de temps donné (typiquement 10 jours).
1. équilibre entre la force de Coriolis due à la rotation de la Terre et les forces de pression liées à l’inclinaison des couches d’égale densité.