OBSERVER, DECRIRE ET COMPRENDRE LA CIRCULATION ET LE CYCLE DE VIE DES MASSES D’EAUX DU GYRE SUBPOLAIRE DE L’OCEAN ATLANTIQUE NORD

Le gyre subpolaire de l’océan Atlantique Nord est un élément clé du système climatique terrestre. Il contribue, via la circulation méridienne de retournement (MOC) et la transformation associée des masses d’eaux, au transfert de chaleur entre les hautes et les basses latitudes et au stockage et à la redistribution de chaleur, de CO2 et d’oxygène dans l’océan profond. Or, le gyre subpolaire est sujet à une forte variabilité interannuelle à décennale qui masque les tendances à long-terme. Il est donc nécessaire de surveiller sur le long-terme les masses d’eaux et les variations intégrées de circulation pour dissocier le signal de variabilité naturelle de celui lié à des changements globaux long-terme et de comprendre les mécanismes de variabilité, notamment aux échelles interannuelles à décennales. Mes travaux de recherche s’inscrivent dans ce contexte très général. Dans le premier chapitre de ce manuscrit, je montre quelle a été ma contribution à l’effort international d’observation de l’océan global via ma contribution au projet OVIDE et au réseau Argo en termes de maintien du réseau dans le gyre subpolaire de l’Atlantique Nord, de qualification des données et d’extension vers la biogéochimie et les grandes profondeurs. Pour assurer la qualification des données dont je suis responsable, je montre notamment comment la méthode utilisée pour détecter des biais ou des dérives du capteur de conductivité a été modifiée pour tenir compte de la variabilité interannuelle à décennale du champ de salinité grande échelle observé dans cette région. Certains de ces flotteurs étant équipés de capteur d’oxygène, j’ai contribué à la mise place du système de gestion de ces données par les centres de données Argo via la définition des procédures de décodage des données, de contrôles qualités temps réel et temps différé et le développement d’un outil de qualification de ces données (LOCODOX). Enfin je présente les résultats des premiers déploiements de flotteur Deep-Arvor (EQUIPEX NAOS) qui nous ont permis de démontrer la faisabilité de réaliser des mesures de qualité au-delà de 2000 m de profondeur. Le deuxième chapitre de ce manuscrit est dédié à la présentation de mes travaux de recherche menés dans le cadre du projet OVIDE et en collaboration avec des étudiants en thèse ou en post-doc. Je me suis principalement intéressée aux mécanismes de formation et de variabilité des eaux modales subpolaires et de l’eau de la Mer du Labrador, deux masses d’eaux impliquées dans le processus de ventilation des eaux intermédiaires et profondes et qui contribuent à alimenter la branche basse de la MOC. Je me suis également intéressée aux mécanismes de variabilité de la dérive Nord-Atlantique qui constitue la branche haute de la MOC le long de la section Ovide et à son impact sur le stockage de chaleur en Atlantique Nord. Les résultats de nos travaux montrent notamment que la variabilité décennale du contenu thermique océanique dans la partie est du gyre subpolaire était principalement due à la variabilité du transport de chaleur à travers la section Ovide. Les flux air-mer modèrent l’impact de la variabilité du transport de chaleur. Ils montrent également que les mécanismes de variabilité de l’eau modale subpolaire située sur la dorsale de Reykjanes au sud de l’Islande étaient principalement dus aux variations dans la contribution relative des eaux subpolaires et subtropicales à cette masse d’eau et que l’intensité de la convection hivernale dans le bassin d’Islande a aussi une influence sur la température de l’eau modale. Nous avons contribué à démontrer que la convection profonde se produit en Mer d’Irminger et que ce n’est pas un événement rare et isolé. Une convection profonde exceptionnelle par son étendue et sa profondeur, notamment dans le bassin d’Irminger, a été observée au cours de l’hiver 2014-2015. Elle a été favorisée par l’anomalie froide qui s’est développée depuis 2014 dans le gyre subpolaire et, en retour, a contribué à renforcer cette anomalie froide.Enfin le dernier chapitre décrit mes perspectives pour les années à venir. Le premier volet s’inscrit dans le cadre du projet OVIDE et concerne le développement de cette anomalie froide et peu salée qui intervient après une décennie 2000 plutôt chaude et salée. Il s’agira notamment de comprendre l’origine et la nature de ce signal, comment cette anomalie va pénétrer et se propager dans l’océan intérieur et impacter la circulation grande-échelle, la branche basse de la MOC ou encore le stockage de CO2 et d’oxygène dans l’océan intérieur. Le deuxième volet de mes perspectives scientifiques sera mené dans le cadre du projet RREX. Ce projet concerne les interactions courant-topographie au voisinage de la dorsale de Reykjanes, une structure topographique majeure de la région qui influence fortement la dynamique du gyre subpolaire.

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