Ce travail de thèse s’inscrit dans l’intérêt actuel des fines échelles océaniques pour l’océanographie physique. Ces fines échelles concernent à la fois la méso et sous mésoéchelle océanique et les mouvements haute fréquence des ondes internes comme la marée barocline. Ces fines échelles sont associées à la turbulence, au mélange océanique et sont importantes pour la circulation générale. La résolution des modèles actuels et la prochaine mission altimétrique SWOT ouvrent les portes à l’étude de ces phénomènes pour des échelles de plus en plus courtes. Les régions tropicales se distinguent par une dynamique particulière du fait de l’annulation de la force de Coriolis à l’équateur, faiblement non linéaire où les cascades d’énergie montrent des désaccords entre modèle et altimétrie. Un premier résultat de la thèse a été de quantifier les niveaux d’énergie et les longueurs d’onde relatifs à la dynamique à méso-échelle et aux ondes internes à même d’expliquer l’aplatissement des spectres altimétriques. L’analyse spectrale a été utilisée pour revisiter la dynamique tropicale mettant en avant 2 régimes dynamiques distincts entre la région équatoriale (10°N-10°S) et les régions tropicales (10°-20°NS), et illustrant les caractéristiques d’anisotropie et d’agéostrophie de la circulation dans les tropiques. Ces résultats illustrent comment il est difficile d’interpréter les spectres 1D d’EKE ou de SSH avec des pentes proches des théories QG et SQG. L’importance de la marée interne a été étudiée dans la mer des Salomon, une région propice pour les interactions entre courant de bord ouest, activité méso-échelle et marée interne. Dans un premier temps, les zones de génération, de propagation de la marée interne ont été décrite mettant en avant l’onde M2 de premier mode barocline. Les interactions avec la circulation montrent la tendance de la marée à réduire l’activité méso-échelle et à éroder par mélange diapycnal les eaux de la surface, de la thermocline et même des eaux intermédiaires. Ces résultats ouvrent des perspectives sur les nouveaux traitements à appliquer aux données altimétriques pour s’affranchir de la composante cohérente de la marée barocline. Il serait intéressant de regarder à l’échelle du Pacifique tropical comment les ondes internes, en modifiant les échanges air/mer et la stabilité de la colonne d’eau, agit sur la modélisation des événements ENSO. |
This thesis work contributes to the current interest in fine scale ocean dynamics in oceanography. These fine scales concern both meso and sub-mesoscale ocean processes and high frequency internal wave motions, such as baroclinic tides. These fine scales are associated with turbulence, ocean mixing and are of key importance in the general ocean circulation. The increased resolution of current numerical models and the future SWOT altimetry mission paves the way for the study of these phenomena over ever shorter scales. The tropical regions are distinguished from other oceanic regions by their particular dynamics due to the lack of Coriolis force at the equator and their weakly non-linear energy cascades. Sea level wavenumber spectral estimates from models and altimetry show a large disagreement here. A first result of this thesis is to quantify the energy levels and the wavelengths related to mesoscale dynamics and internal waves in order to explain the observed flattening of the altimetric wavenumber spectra. Spectral analysis was used to revisit the tropical dynamics, highlighting two distinct dynamical regimes between the equatorial region (10 ° N-10 ° S) and the tropical regions (10 ° -20 ° NS), and illustrating the characteristics of anisotropy and ageostrophy of the tropical circulation. These results illustrate how difficult it is to interpret 1D spectra of EKE or SSH having slopes close to QG and SQG theory. The importance of the internal tide has been further studied in the Solomon Sea, a region with an energetic western boundary current , and strong mesoscale activity and internal tides. The zones of internal tide generation and propagation have been described, highlighting the importance of the principal M2 tidal constituent and its first baroclinic mode. The interactions of the internal tide with the circulation show the tendency of the tide to reduce the meso-scale activity and to erode by diapycnal mixing the region’s surface, thermocline and even intermediate waters. These results open perspectives on the new trprocessing that should be applied to the altimetric data in order to correct the phase-locked component of the baroclinic tide. It would be interesting to extend this study to the tropical Pacific scale to investigate how internal waves and tides, by changing the air / sea exchanges and the stability of the upper water column, affect the modeling of ENSO events. |