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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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