Une r´eponse contrainte par la topographique

Si la r´eponse du d´eplacement des fronts est dans une large mesure pilot´ee par le for¸cage

atmosph´erique impos´e, il est ´egalement significativement contraint par le relief marin. En

particulier, nous avons vu dans la section 2.4.3 que l’on peut diviser l’ACC en r´egions tr`es

contraintes par la topographie (nœuds) et r´egions plus faiblement contrainte (”ventres“).

Nous examinerons, dans ce qui suit, la r´eponse aux diff´erentes composantes du for¸cage

SAM de ces diff´erentes r´egions.

Faible sensibilit´e des nœuds de la circulation des structures st´eriques : La

figure 4.2 montre que les nœuds de la circulation sont faiblement sensibles au for¸cage

atmosph´erique. Seul le nœud du PF au dessus de la dorsale indo-antarctique (entre la

zoneC

P F

et la zoneD

P F

, Figure 4.2) est sensible aux perturbations atmosph´eriques et

uniquement dans le cadre des exp´eriences qui prennent en compte la perturbation de

la quantit´e de mouvement ( WIND, STRESS, TURB et PREC). La singularit´e de ce

nœud peut probablement s’expliquer par la profondeur relativement grande du fond `a cet

endroit ; en effet la dorsale indo-antarctique culmine `a plus de 3000 m`etres sous la surface

oc´eanique.

Figure 4.1 –Estimation de ∆y( cf. 4.2.1 ) ; Le d´eplacement des structures st´eriques est estim´e `a

partir des moyennes interannuelles de la hauteur dynamique sur la p´eriode 1995-2004 ; les structures

rouges t´emoignent d’un d´eplacement vers le nord alors que les bleus r´ev`elent un d´eplacement vers

le sud. Les lignes caract´erisent la position moyenne du SAF sur la mˆeme p´eriode (en rouge) et

du PF ( en bleu ) en traits pleins pour l’exp´erience de sensibilit´e et en traits pointill´es pour son

exp´erience de r´ef´erence associ´ee.

De L’Est indien jusqu’au Pacifique ouest : un d´eplacement significatif des

iso-contours internodaux vers le nord en r´eponse au vent : Entre chacun des nœuds

d´efinis pr´ec´edemment, des d´eplacements m´eridiens existent ; d’une exp´erience `a l’autre et

pour chaque iso-contour, les ”ventres“ se comportent de la mani`ere qui suit (figure 4.4) :

La r´egion “Est indien - Pacifique ouest“ situ´ee entre la zone D

SAF

et la zone H

SAF

est le lieu d’un d´eplacement significatif vers le nord ( Figure 4.4) pour les exp´eriences

WIND, STRESS et NOSTRESS par rapport `a l’exp´erience REFsam. La r´eponse de la

quantit´e de mouvement au vent est la plus intense (exp´erience STRESS) ; par exemple, le

d´eplacement du SAF approche 1➦de latitude dans la zone ouest de la zoneH

SAF

(encart

4.2. R ´EPONSE DE LA STRATIFICATION DE L’OC ´EAN AUSTRAL 101

en haut `a droite de la figure 4.4). Dans une moindre mesure, les flux turbulents de chaleur

(exp´erience NOSTRESS) agissent dans le mˆeme sens que le flux de quantit´e de mouvement

(exp´erience STRESS). En somme, l’impact global du vent sur les conditions de surface

(exp´erience WIND) montre ainsi un d´eplacement significatif vers le nord (>0.5➦latitude).

Cette r´eponse est coh´erente avec les motifs de la perturbation de la composante zonale du

vent (voir figure 3.10) dont les 2 maximums sont centr´es au centre des secteurs Indien-est

et Pacifique-ouest. Ces maximums expliquent une augmentation des vents d’ouest dans la

r´egion consid´er´ee et in fine une anomalie de d´erive d’Ekman orient´ee vers le nord dont

l’effet est le d´eplacement des propri´et´es de surface vers le nord. Ce r´esultat est comparable

avec celui de Sall´ee et al. (2008b) qui a ´egalement montr´e un l´eger d´eplacement vers le

nord des structures de l’ACC dans la r´egion Indo-Pacifique en r´eponse `a une phase positive

du SAM.

Rapprochement contraint par le vent du SAF et PF au passage de Drake :

Au niveau du passage de Drake (zone I

SAF

et I

P F

), on observe un d´ecalage vers le sud

du SAF et un d´ecalage vers le nord du PF entre les exp´eriences WIND et REFsam (figure

4.4). Le rapprochement, sup´erieur `a 0.5➦de latitude, est significatif eu ´egard `a la r´esolution

de notre configuration. Ce ”merging“ pourrait expliquer l’augmentation du transport de

masse. Il induit une augmentation de l’intensit´e des jets oc´eaniques au niveau du passage

de Drake et par la mˆeme une augmentation du transport de masse `a cet endroit entre les

exp´eriences de sensibilit´e au SAM et REFsam (figure non montr´ee).

Compensation de la r´eponse m´ecanique et de la r´eponse thermique au vent

dans le secteur atlantique : Comme nous venons de le voir, dans la r´egion

indo-pacifique, le d´eplacement des isocontours est dirig´e vers le nord que ce soit en r´eponse

`

a la tension m´ecanique de surface (STRESS) ou en r´eponse `a la perturbation des flux

turbulents par le vent (NOSTRESS). Dans le bassin Atlantique (zones J

SAF

et J

P F

),

nous constatons toujours un d´eplacement des iso-contours vers le nord entre les exp´eriences

NOSTRESS et REFsam (figure 4.4). par contre, une d´eplacement vers le sud est observ´e

entre l’exp´erience STRESS et l’exp´erience REFsam. Dans cette r´egion, la perturbation du

vent tend `a diminuer l’intensit´e des vents. En effet les vents moyens sont dirig´es ver l’ouest

au contraire de la perturbation SAM qui est dirig´ee vers l’est. Dans l’exp´erience STRESS,

la d´erive d’Ekman vers le nord est donc moins forte que dans l’exp´erience REFsam ; ceci

pr´e-conditionne une anomalie chaude et sal´ee dans la couche de m´elange dont le r´esultat

est une diminution de la densit´e moyenn´ee sur les 1500 premiers m`etres ; Cela entraˆıne une

augmentation de la hauteur dynamique dans toute la r´egion et in fine un d´eplacement vers

le sud des iso-contours des structures st´eriques. Dans l’exp´erience NOSTRESS on observe

une anomalie froide sous la couche de m´elange dont le r´esultat est une augmentation de la

densit´e moyenn´ee sur les 1500 premiers m`etres ; cela entraˆıne une diminution de la hauteur

dynamique dans toute la r´egion et in fine un d´eplacement vers le nord des iso-contours des

structures st´eriques .

D´eplacement faible vers le sud des isocontours en r´eponse aux changements

de pr´ecipitation : On observe une augmentation du flux de flottabilit´e au sud de

45➦S dans la zone de passage de SAF et de PF grˆace `a un surplus de pr´ecipitation dans

l’exp´erience PREC par rapport `a l’exp´erience TURB. La hauteur dynamique augmente

dans toute cette r´egion induisant un d´eplacement des iso-contours vers le sud (figure 4.4).

Figure 4.2 – Position du SAF et du PF dans nos exp´eriences. En noir et blanc les cartes de

bathym´etrie dans la r´egion p´eri-antarctique ; sur ces derni`eres la position moyenne de SAF (en haut)

et de PF (en bas) estim´ee sur la p´eriode 1995-2004 `a partir des donn´ees mensuelles pour chacune des

simulations REFsam (noir), WIND (bleu fonc´e), STRESS (rouge), NOSTRESS (mauve), TURB

(vert), NOWNDTURB (jaune), PREC (bleu turquoise). En dessous de chacune des deux cartes,

les courbes de bathym´etrie le long de la position moyenne de chacun des deux iso-contours pour

l’exp´erience REFsam ; en trait pointill´e vertical, la position des nœuds de chacun des deux

iso-contours identifi´ee au chapitre 1 (voir figure 2.7).

4.2. R ´EPONSE DE LA STRATIFICATION DE L’OC ´EAN AUSTRAL 103

Figure 4.3 –En haut, la position moyenne de SAF et de PF estim´ee sur la p´eriode 1995-2004 `a

partir des donn´ees mensuelles pour chacune des simulations REFsam (blanc), WIND (bleu fonc´e).

En dessous, les profils de bathym´etrie le long de la position moyenne de chacun des deux

iso-contours (gris´e pour le PF) pour l’exp´erience REFsam. En trait pointill´e vertical, la position des

nœuds de chacun des deux iso-contours estim´ee au chapitre 1 (figure 2.7). En dessous, les moyennes

zonales du gradient m´eridien de hauteur dynamique dans chaque secteur inter-nodale du PF pour

les exp´eriences REFsam (noir pointill´e) et WIND (bleu) ; sur chacune de ces courbes, la position

moyenne des 2 iso-contours pour chacune des deux exp´eriences.

Figure 4.4 –Moyennes zonales inter-nodales de l’anomalie de la position de SAF et de PF entre

chaque simulation et sa simulation de r´ef´erence. une anomalie positive t´emoigne d’un d´ecallage

vers le nord (L’encart en haut `a droit : moyennes zonales de l’anomalie de la position du SAF entre

STRESS et REFsam mettant en lumi`ere le d´ecalage vers le Nord et celui vers le sud au cœur de

la zoneH

SAF

).

4.2. R ´EPONSE DE LA STRATIFICATION DE L’OC ´EAN AUSTRAL 105

Dans le document Réponse des masses d'eau intermédiaires et modales de l'océan Austral au mode annulaire austral : les processus en jeu et rôle de la glace de mer (Page 108-114)