À l’échelle des bassins océaniques, il est reconnu depuis plusieurs décennies
que les interactions entre l’océan et l’atmosphère ont une grande influence sur le climat de la
Terre. Cependant, les biais persistants des modèles globaux, par exemple en température de
surface de la mer, ont mis en exergue les limites d’une approche globale à relativement basse
résolution spatiale. Il en a ainsi découlé une nouvelle ligne de recherche basée sur une approche
régionale de la dynamique océanique et des interactions entre l’océan et l’atmosphère. Cette
thèse s’inscrit dans cette approche en se focalisant sur le Golfe du Mexique (GdM).
Le GdM fait partie du système de courants de bord ouest de l’Atlantique Nord. Il s’agit
d’un système complexe où les activités humaines, telles que l’extraction pétrolière et la pêche,
interagissent largement avec l’environnement océanique et les écosystèmes biogéochimiques.
La dynamique du GoM est dominée par l’emblématique Loop Current (LC), un courant an-
ticyclonique intense qui apporte des eaux chaudes des Caraïbes dans le GoM. Le LC libère
épisodiquement des tourbillons anticycloniques chauds qui se propagent vers l’ouest : les Loop
Current Eddies (LCEs). Cependant, le GdM est confronté à des problèmes environnemen-
taux croissants tels que les marées noires et les plastiques. La connaissance de la dynamique
des océans est de la plus haute importance pour la compréhension et la surveillance de ces
problèmes environnementaux et l’amélioration des activités économiques, telles que la navi-
gation, la pêche, ou le développement et l’exploitation de structures offshore pour l’extraction
d’énergie.
L’augmentation de la résolution spatiale dans les modèles régionaux a permis de résoudre
la mésoéchelle océanique O(100km)), ce qui a contribué notamment à largement améliorer la
représentation de la dynamique du GdM. Cependant, des biais persistent dans nos modèles,
comme par exemple, un LC qui ne pénètre pas assez dans le GdM ainsi qu’une énergie tour-
billonnaire trop importante. Les deux dernières décennies ont été marquées par l’avènement
de nouveaux satellites et le développement de modèles régionaux couplés océan-atmosphère.
Cela a permis l’émergence d’études portant sur les interactions entre l’Océan et l’Atmosphère
à fine-échelle. Dans un premier temps, les efforts de la communauté scientifique se sont princi-
palement focalisés sur l’interaction thermique entre l’océan et l’atmosphère. Plus récemment,
de nombreuses études ont démontré que la prise en compte de l’interaction mécanique en-
tre les courants de surface et l’atmosphère (Current FeedBack en anglais, CFB) corrigeait
des biais persistants dans la représentation de la dynamique océanique en fournissant un puit
d’énergie de l’Océan vers l’Atmosphère. Cependant, l’effet du CFB sur la dynamique du GdM
est méconnu. Le principal but de cette thèse est d’étudier son impact sur la dynamique du
GdM avec une attention particulière sur les caractéristiques du LC et des tourbillons libérés
par le LC. |
At basin-scale, it has been recognized for several decades that interactions be-
tween the ocean and the atmosphere have a major influence on the Earth’s climate. However,
persistent biases in global models, for example in sea surface temperature, have highlighted
the limitations of a global approach at relatively low spatial resolution. This led to a new line
of research based on a regional approach to ocean dynamics and ocean-atmosphere interac-
tions. This thesis is part of this approach by focusing on the Gulf of Mexico (GoM).
The (GoM) is part of the western boundary current system of the North Atlantic. It rep-
resents a complex system where human activities, such as oil extraction and fishing, interact
extensively with the ocean environment and biogeochemical ecosystems. The dynamics of the
GoM are dominated by the emblematic Loop Current (LC), an intense anticyclonic current
that brings warm Caribbean waters into the GoM. The LC episodically sheds warm core an-
ticyclonic eddies that propagate westward: the Loop Current Eddies (LCEs). However, the
GoM is facing increasing environmental problems such as oil spills and plastics. Knowledge of
ocean dynamics is of utmost importance for understanding and monitoring these environmen-
tal problems and improving economic activities, such as shipping, fishing, or the development
and exploitation of offshore structures for energy extraction. |