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Offre de thèse / PhD offer: Gulf Stream & gyre subtropicale Nord Atlantique / Gulf Stream & North Atlantic subtropical gyre

posted Apr 15, 2013, 2:37 AM by G. Maze ‎(admin)‎   [ updated Apr 15, 2013, 8:27 AM by Guillaume Maze ]

PhD motivation
The permanent pycnocline and the Gulf Stream: front and center in the variability of the North Atlantic Ocean.

Offre de thèse: Variabilité du Gulf Stream et impact sur la gyre subtropicale Nord Atlantique

Laboratoire d’accueil: Laboratoire de Physique des Océans à Brest (France)

Encadrement de la thèse: Guillaume Maze (Ifremer, directeur) et Herlé Mercier (CNRS, co-directeur, HDR)

Coordonnées: gmaze@ifremer.fr | 02.98.22.43.39 | http://www.guillaumemaze.org/

Mots clés : Océanographie physique, Atlantique Nord, Gulf Stream, gyre subtropicale, variabilité saisonnière, variabilité interannuelle, Argo, Aviso.

Financement (acquis): Ifremer (50%) / UBO (50%)

Résumé:

    La gyre subtropicale de l’Atlantique Nord (NASTG) est au cœur des changements climatiques observés au cours des dernières décennies (1960-2010). On y observe entre la surface, la thermocline principale et le flanc équatorial du Gulf Stream, une augmentation de contenu thermique océanique parmi les plus fortes de l'océan mondial (Levitus et Boyer, 2005, figure 1-A). On observe également au cours du 20ème siècle une modification de la structure du Gulf Stream (GS) qui s'est réchauffé et déplacé vers le pole (Wu et al., 2012, figure 1-B). La concomitance de ces tendances et le fait que courants de bord ouest et thermoclines principales sont intrinsèquement liées, suggère l’existence d’interactions fortes entre la variabilité du GS et la structure thermodynamique du cœur de la NASTG, interactions que nous proposons de caractériser et de comprendre pour enrichir notre diagnostic du changement climatique.
    Les données de hauteur de mer mesurées par satellites (AVISO Ssalt/duacs) fournissent des observations de l'intensité et de la position du GS (via les gradients horizontaux) ainsi que de son activité turbulente (via la variabilité locale des anomalies). Les données in-situ du réseau Argo fournissent quant à elles des profils de température et salinité qui permettent de caractériser la structure de la thermocline principale (figure 1-C) et la variabilité thermodynamique de la NASTG. A partir de ces observations nous analyserons les processus susceptibles d'être au cœur des interactions entre le GS et la structure thermodynamique de la NASTG: les processus adiabatiques (liés au vent et à la circulation) qui conduisent à des changements de position des isopycnes et les processus diabatiques (liés au mélange et aux flux de chaleur) qui conduisent à des changements de propriétés des masses d'eau. Les questions fondamentales auxquelles cette thèse devra répondre sont : (i) quel est le rôle joué par les interactions entre le GS et la thermocline dans la variabilité saisonnière à interannuelle de la gyre subtropicale ? (ii) dans quelles mesures ces interactions influencent la manière dont la NASTG répond aux forçages extérieurs ?
    Répondre à ces questions nous permettra de mieux comprendre et de séparer le rôle des processus de nature mécanique de ceux de nature diabatique dans la variabilité des gyres subtropicales. Cette séparation pourra servir à valider et améliorer les modèles numériques d'océan utilisés dans les projections climatiques.

FAQ:

- Qui peut postuler ?
Le candidat doit être diplomé d'un master 2 en physique ou sciences de l'environnement. Tout autre diplome ou experience de niveau supérieur sera un plus.

- Quand la thèse doit commencer ?
A l'automne 2013

- J'ai jusqu'à quand pour postuler ?
le 31 mai 2013 minuit !

- Quand aurais-je une réponse sur mon éventuelle sélection ?
Pas plus tard que fin juin.

- Quel est le financement ?
Le financement de la thèse est acquis à 100%: 50% seront pris en charge par l'Ifremer, 50% par l'UBO. 
Il s'agirat d'un contrat Ifremer. 

- Comment obtenir plus de détails ?
Ou visiter les autres pages web:
- Comment postuler ?
Merci de préparer dans un seul PDF avec:
- Un CV,
- Une lettre de motivation faisant apparaître votre projet professionnel et intérêts pour ce thème de recherche,
- Vos relevés de notes de Bac+3 à Bac +5 ou équivalents,
- Toute pièce que vous jugez nécessaire à la valorisation de votre dossier.

et d'envoyer ces pièces avant le 31 mai 2013:
- à Guillaume Maze par email à: gmaze@ifremer.fr
- à l'Ecole Doctorale des Sciences de la Mer (soumission électronique) en cliquant sur "candidater" à cette adresse web: http://edsm.univ-brest.fr/fr/une-these/les-dossiers-deposes/variabilite-du-gulf-stream-et-impact-sur-la-gyre-subtropicale-nord-atlantique

Ph.D offer: Gulf Stream variability and impact on the North Atlantic Subtropical Gyre

Laboratory: Laboratoire de Physique des Océans, Brest (France)

PhD supervisors: Guillaume Maze (Ifremer, director) and Herlé Mercier (CNRS, co­director, HDR)

Contact: gmaze@ifremer.fr | 02.98.22.43.39 | http://www.guillaumemaze.org/

Keywords : Physical oceanography, North Atlantic, Gulf Stream, Subtropical gyre, Seasonal variability, Interannual variability, Argo, Aviso.

Funding (granted): Ifremer (50%) / UBO (50%)

Abstract:

    The North Atlantic subtropical gyre (NASTG) is front and center in observed climate changes throughout the last decades (1960­2010). Indeed, it is observed between the surface, the main thermocline and the equatorial flank of the Gulf Stream (GS), one of the most intense increase of oceanic heat content worldwide (Levitus and Boyer, 2005). It is also observed during the 20th century a warming and poleward shift of the GS (Wu et al, 2012). Those overlapping tendencies and the fact that western boundary currents and main thermoclines are intrinsically connected suggest the existence of strong interactions between the variability of the GS and the thermodynamical structure of the NASTG, interactions we propose to characterize and understand to enrich our diagnostic of climate change. It is the main goal of this thesis.
    Sea surface height from satellite data (AVISO Ssalto/duacs) provide information about the intensity and position of the GS (through horizontal gradients) as well as about its turbulent activity (through local variability of anomalies). In­situ data from the Argo array, in turn, provide temperature/salinity profiles allowing the characterization of the main thermocline and NASTG thermodynamical variability. Using those observations dataset we will analyze processes possibly responsible for the interactions between the GS and the thermodynamical structure of the NASTG: adiabatic processes (tied to the wind and circulation) leading to isopycnal displacement and diabatic processes (tied to mixing and heat fluxes) leading to water mass property changes. The fundamental questions this thesis is intended to answer are: (i) what is the role of GS/main­thermocline interactions in the seasonal and interannual variability of the subtropical gyre ? (ii) to which extent those interactions influence how the NASTG responds to external forcings ?
    Answering those questions will allow for a better understanding of the respective roles of mechanic vs diabatic processes in the variability of subtropical gyres. This distinction could be used to validate and improve ocean models used in climatic projections.

FAQ:

- What are the eligibility terms ?
Applicants must have, or expect to obtain, a master degree in physical oceanography or environmental sciences. Any further post-graduate training or relevant experience would be beneficial.

- When is the Ph.D starting ? 
This 2013 fall

- What is the application deadline ?
May 31st, 2013

- When can I expect a decision letter ?
Not later than the end of June

- What are the funding details ?
This Ph.D is a fully funded studentship opportunity: 50% are funded by Ifremer, 50% by the university (UBO).

- How can I get more details ?
You can also visit those other webpages:

How to apply ?
Concat in a single PDF file:
- a resume/CV,
- a covering letter, mentioning your professional goals and why you are interested in this research topic,
- all your post-graduate exam results,
- all other material you would consider relevant to your application.

and send it before May 31st, 2013:
- to Guillaume Maze by email at: gmaze@ifremer.fr
- to the university using the online application form (press the "candidater" button to upload your file) at: http://edsm.univ-brest.fr/fr/une-these/les-dossiers-deposes/variabilite-du-gulf-stream-et-impact-sur-la-gyre-subtropicale-nord-atlantique

Stage de Master 2: Variabilité interannuelle des eaux modales subtropicales

posted Nov 30, 2012, 12:52 AM by Guillaume Maze   [ updated Apr 15, 2013, 4:43 AM ]

Si vous êtes intéressé ou avez des questions, n'hésitez pas à me contacter: gmaze AT ifremer.fr


Titre du stage: Variabilité interannuelle des eaux modales subtropicales

Lieu de réalisation: Ifremer

Encadrant: Guillaume Maze (chercheur Ifremer/LPO)



 Kwon & Riser, GRL 2004, Fig2
Fig 2. Kwon & Riser, GRL 2004
 

Contexte:

Les gyres subtropicales, et en particulier celle de l’Atlantique Nord, sont au cœur des changements climatiques observés au cours des dernières décennies (1960-2010). En effet, on y observe entre la surface, la thermocline principale et le flanc équatorial des courants de bord ouest (le Gulf Stream par exemple), une augmentation du contenu thermique océanique parmi les plus fortes de l'océan mondial (Levitus et Boyer, 2005). Mais cette tendance climatique reste difficile à extraire des variabilités saisonnière et interannuelle. Caractériser et comprendre ces composantes de la variabilité des gyres subtropicales reste donc un enjeu majeur pour enrichir notre diagnostique du changement climatique des océans.

Si la variabilité saisonnière, forcée par les flux air-mer, est relativement bien connue (Marshall et al, 2009), la variabilité interannuelle de la structure thermique des gyres subtropicales est encore mal caractérisée et comprise. Elle a jusqu’ici été surtout étudiée dans les modèles numériques de la circulation océanique. Les études basées sur les observations sont encore rares (Kwon et Riser, 2004).

Dans ce stage, nous utiliserons les observations du réseau Argo pour caractériser la variabilité interannuelle d’une composante essentielle de la structure thermique des gyres: les eaux modales subtropicales. Ces masses d’eau ont des propriétés homogènes et occupent des volumes particulièrement grands: elles sont donc le réservoir thermique le plus important des gyres subtropicales et le premier élément à caractériser pour mieux comprendre la variabilité du contenu thermique des gyres subtropicales.




Objectifs:

- Développer une méthode objective de caractérisation des eaux modales subtropicales dans les données Argo

- Caractériser la variabilité interannuelle du volume et de la température des eaux modales subtropicales dans les gyres subtropicales de l'hémisphère nord

- Comparer cette variabilité interannuelle à celle des principaux modes de forçage atmosphérique


Plan de travail général:

- mois 1-2: Récupérer les données Argo appropriées pour cette étude et développer une méthode de caractérisation objective pour l'océan Atlantique Nord puis l'océan Pacifique Nord

- mois 3: Appliquer la méthode et synthétiser les résultats dans des index simples de la variabilité interannuelle.

- mois 4-5: Identifier des corrélations entre ces index et les principaux modes de forçage atmosphérique (NAO, PDO) et rédaction du rapport de stage.


Moyens affectés au travail:

Un bureau à l’Ifremer et une station de travail linux.


Pré-requis spécifiques pour l'étudiant:

Connaissance de la circulation océanique grande échelle aux moyennes latitudes.

Connaissance de base d’un outils d’analyse numérique et de visualisation scientifique (par exemple: Matlab ou équivalent, python, etc …).


Bibliographie:


  • K. Hanawa and L. Talley. Mode waters. Ocean Circulation and Climate, pages 373–386, 2001.

  • K. A. Kelly, R. J. Small, R. M. Samelson, B. Qiu, T. M. Joyce, Y.-O. Kwon, and M. F. Cronin. Western boundary currents and frontal air–sea interaction: Gulf Stream and Kuroshio extension. Journal of Climate, 23(21):5644–5667, 2010.

  • Y. Kwon and S. Riser. North Atlantic subtropical mode water: A history of ocean-atmosphere interaction 1961–2000. Geophys. Res. Lett., 31, 2004.

  • Y.-O. Kwon, M. A. Alexander, N. A. Bond, C. Frankignoul, H. Nakamura, B. Qiu, and L. A. Thompson. Role of the Gulf Stream and Kuroshio–Oyashio systems in large-scale atmosphere–ocean interaction: A review. Journal of Climate, 23(12):3249–3281, 2010.

  • S. Levitus, J. Antonov, and T. Boyer. Warming of the world ocean, 1955–2003. Geophys. Res. Lett., 2005.

  • J. Marshall, A. Andersson, N. Bates, W. Dewar, S. Doney, J. Edson, R. Ferrari, G. Forget, D. Fratantoni, M. Gregg, T. Joyce, K. Kelly, S. Lozier, R. Lumpkin, G. Maze, J. Palter, R. Samelson, K. Silverthorne, E. Skyllingstad, F. Straneo, L. Talley, L. Thomas, J. Toole, and R. Weller. The CLIMODE field campaign: Observing the cycle of convection and restratification over the gulf stream. Bulletin of the American Meteorological Society, 90(9):1337–1350, 2009.

  • G. Maze and J. Marshall. Diagnosing the observed seasonal cycle of Atlantic subtropical mode water using potential vorticity and its attendant theorems. Journal of Physical Oceanography, 41:1986–1999, 2011.

  • B. Qiu, P. Hacker, S. Chen, K. A. Donohue, D. R. Watts, H. Mitsudera, N. G. Hogg, and S. R. Jayne. Observations of the subtropical mode water evolution from the Kuroshio extension system study. J. Phys. Oceanogr., 36(3):457–473, 2006.


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