Tentative d’interprétation de l’anomalie de salinité trouvée lors de la campagne Dynaproc 2

Tentative d’interprétation de l’anomalie de salinité trouvée lors de la campagne Dynaproc 2

Louis Prieur LOV, Villefranche sur mer

Document de travail

Ce document est mis à disposition sur le site Dynaproc 2;

Il a été rédigé après le document concernant la construction de l’index de salinité : indexanomalieS.ppt qui sera utilisé ici

Dans la lecture de ce document pwp, ne pas oublier d’activer la fonction commentaire sur les boutons qui apparaissent sous la forme LP1,LP2 etc…

: POSITION du Point Central DYNAPROC 2

radiale au travers du courant Ligure, 10 stations

- réseau 1 de 16 stations , 11 à 26+ 2 réseaux en Leg2

- cycles d’observation: 27 à 69 cycle 1, ….. ; 30 jours d’observations…..

-- 3 stations ont été réalisées près du cap Ferrat: station 1, 128 et 254.

-La position du point central a été déterminée hors du courant Ligure après la réalisation de la radiale 1 à 10; la station 1 est proche du cap Ferrat

composante geostrophique sur 213° m/s DYN2rad

0 10 20 30 40 50 60 70-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4salinity Dynaproc section 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 37.9

38

38.1

38.2

38.3

38.4

38.5

38.6

38.7

salinity Dynaproc section 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500 37.9

38

38.1

38.2

38.3

38.4

38.5

38.6

38.7

Salinité (0-100 et 0-500 dbars) section 1, au travers du courant Ligure: les salinités <38.1 sont trouvées seulement aux stations 1 et 2 proches de la cote; au large (station >6 les salinités sont >38.30.

le courant est proche de la côte (station 1), le front de surface est trouvé entre 5 et 6(flèche) à environ 30 km.

26.7

26.826.9

27.2

28.5

28.8

28.9

29

26.7

26.826.9

27.2

28.5

28.8

28.9

29

26.7

26.826.9

27.2

28.5

28.8

28.9

29

26.7

26.826.9

27.2

28.5

28.8

28.9

29

26.7

26.826.9

27.2

28.5

28.8

28.9

29

26.7

26.826.9

27.2

28.5

28.8

28.9

29

262 264 266 268 270 272

0

50

100

150

jours juliens 2004

prof

onde

ur d

bars

salinité Dynaproc 2 PT Central leg1

29

28.9

28.8

28.5

27.2

26.9 26.8

26.7

38.05

38.1

38.15

38.2

38.25

38.3

38.35

38.4

38.45

38.5

38.55

260 265 270 275 280 285 2900

5

10

15

20

25

30

35

40

45

vent en noeuds

27.127 27

27.4

27.728.8

28.9

29

27.127 27

27.4

27.728.8

28.9

29

27.127 27

27.4

27.728.8

28.9

29

27.127 27

27.4

27.728.8

28.9

29

27.127 27

27.4

27.728.8

28.9

29

27.127 27

27.4

27.728.8

28.9

29

278 280 282 284 286 288

0

50

100

150

jours juliens 2004

prof

onde

ur d

bars

salinité Dynaproc 2 PT Central leg2

29

28.9

28.827.7

27.4

272727.1

38.05

38.1

38.15

38.2

38.25

38.3

38.35

38.4

38.45

38.5

38.55

Salinité et vent en module en haut en nœuds en fonction du jour julien 2004

Seules les stations du point central ont été ici prises en compte; commentaire

Les isopycnes chaque .1 kg/m3 sont superposées aux isolignes couleurs de salinité

0

45

prieur

l'évolution de la salinité indique qu'à des profondeurs voisines de 30 m la salinité devient faible durant les jours 266-268, proche de 38, alors qu'au début de Dynaproc (16 septembre 2004) la salinité à 30 m était voisine de la salinité usuelle de 38.35. On note également que la pycnocline indiquée par l'accumulation de courbes en traits noirs des densités (chaque 0.1 kg/m3) se rapproche de la surface. Une anomalie similaire , mais de moindre intensité est trouvée lors du leg 2 (à droite) alors qu'au début de ce leg le profil de salinité au large était redevenu 'normal', c'est à dire proche 38.30-38.35.on peut noter que l'épaisseur d'eau comprise entre la pycnocline et l'isopycne 28.9 varie entre 20 m au début de chaque leg et augmente jusque plus de 50 m dans la première anomalie d'eau déssalée.

Les questions suivantes se posent:

D’où viennent ces eaux de faible salinité? La réponse est simple: de la zone côtière, car de tels eaux n’ont pas été observées au delà de la station 2 sur la radiale traversant le courant ligure en début d’observation. Cette affirmation repose sur le fait qu’il n’y a pas de sources d’eau douce au large. Cette radiale avait pour objectif de donner un état de la répartition des eaux en septembre 2004 en plus de trouver la limite du courant Ligure.

Voir donc la diapo 3 montrant la répartition des salinités et du courant géostrophique sur cette radiale

Cette répartition était conforme aux données observées précédemment depuis 1970 sur cette radiale.

Se pourrait-il que le courant ligure ait développé un méandre prononcé amenant de l’eau côtière au large? En examinant l’évolution temporelle de la hauteur dynamique au point central, la réponse est non. Voir la diapo 7.

Le courant ligure peut faire des méandres, mais le changement de hauteur observé ne correspond pas à un méandre amenant de l’eau côtière au large.

Alors, comment est-ce possible que cette eau traverse le courant?

Par instabilité probablement barocline qui peut se développer pour certaines couches d’eau lorsque le courant fait des méandres même modérés; en fait ce transfert d’eau de la cote vers le large par instabilité barocline n’est pas continu mais temporaire et partiel (toute l’eau côtière ne va pas au large). L’export se fait selon des trajectoires proches des isopycnes, lesquelles sont parallèles aux isotachs (lignes d’égale vitesse géostrophique). L’eau côtière ne traverse pas de front de densité et suit des trajectoire (courbées proches des

lignes de courant.

Quelle sont les épaisseurs d’eau concernées par ces anomalies?

Il est difficile de répondre avec certitude car nous n’avons pas de vision 3D de l’ensemble de la zone, ni de modèle (haute résolution) adapté à cette situation.

La couche principalement active dans cette anomalie est la couche immédiatement sous la couche réchauffée; (diagrammes comparatifs de certaines stations avant et pendant l’anomalie voir pwp de indexanomalieS.ppt)

Les profils de densité ne présentent plus d’anomalie en dessous de 170 m

L’isopycne 29 semble aussi suivre une évolution temporelle similaire aux couches supérieures; néanmoins on ne peut certifier que de l’eau venant de la côte à cette densité a té exportée vers le large; de l’eau venant de la zone proche du front dans le courant ligure pourrait être la cause du changement de profondeur de cette isopycne

140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240-3.8

-3.7

-3.6

-3.5

-3.4

-3.3

-3.2

-3.1

-3

-2.9

-2.8geopot ptcentral leg2 fonction station 5/500dbars

20 40 60 80 100 120 140

-3.7

-3.6

-3.5

-3.4

-3.3

-3.2

-3.1

-3

-2.9

-2.8geopot ptcentral leg1 fonction station 5/500dbars

Points à la côte en rouge

Leg 1 Leg 2

*2

*3

*4

*5

*6

*7

254128

1* **

Evolution de l’anomalie de géopotentiel 5/500 dbars (m2s-2) au point central comparée aux valeurs sur la radiale qui

traverse le courant ligure

Une eau dessalée de la côte observée au point central ne correspond pas au passage du courant ligure sur le point central; (voir commentaire )

Cette eau dessalée n’a pu venir au large que par l’intermédiaire d’une instabilité

Points bleus: stations leg1 et leg2 du point central porté selon le n° de station (qui est croissant avec le temps)

Points rouges: stations à la cote (3 points); Points noirs: stations de la radiale

prieur

Le courant ligure provoque une augmentation de l’anomalie de géopotentiel entre la cote et le large. L’anomalie est ici calculé pour le niveau 5 dbars en utilisant comme surface de référence 500 dbars. Entre ces deux niveaux de pression, l’anomalie indique que la zone du courant est plus épaisse d’environ 8 cm dynamique. On constate que les points bleus ne montrent pas de variations d’anomalie au cours du temps supérieures à celle observées entre les stations 6 et 4. Lors de la radiale au début de campagne la limite externe du courant, marquée par le front de surface a été trouvée entre la station 5 et 6; Seule donc la partie marginale du courant a pu éventuellement occuper le site Dynaproc, mais en aucun cas la partie côtière. Or les eaux très dessalées ont été observées sur la radiale aux stations 1 et 2.

0 50 100 150 200 250 30038.1

38.15

38.2

38.25

38.3

38.35

38.4

38.45

38.5salinité moyenne gam1 (b) et gam2(r)

0 50 100 150 200 250 3000

20

40

60

80

100

120

Recherche d’Index de salinité par couche isopycnale

J’ai testé ici deux couches:

Gam1: 27.9 – 28.3 kg/m3

Gam2: 28.3 -28.9

Les profondeurs de gam1 et gam2 changent donc entre les eaux côtières et les eaux du large; pour voir ces variations se reporter a la diapo densité profondeur ou mieux à mon graphique connu de tous de l’évolution de la salinité en fonction du temps sur lequel les lignes isopycnales sont identifiées (diapo

4).Épaisseur (en m) des couches gam1 et gam2

100

0 m

Diapo recopiée de indexanomalieS.ppt

prieur

en haut ce sont les deux coubes de salinité moyenne pour les deux gammes de densité gam1 ou gam 2; les variations sont extrêmement similaires. un gros bonus est le fait que les eaux cotières ont a peu près la même faible salinité (ce n'est pas un hasard, cela a été fait exprès par examen des diagrammes theta S et densité S; Mais il fallait encore que les couches soient représentatives et aient une épaisseur suffisante pour chaque station. c'est l'objet du graphique du bas qui donne l'épaisseur en mètre des couches de densité (gam1 et gam2). Heuireusement on voit que les couches sont épaisses dans les eaux cotières(90 m) et beaucoup moins même dans les stations de fortes anoamlies (30 m). c'est heureux! cela montre que seulement une partie de l'eau déssalée de la cote est aller au large.

prieur

Comme attendu, les 3 points à la côte montrent des salinités moyennes faibles sur des épaisseurs depassant 80 m (figure du bas), et l’anomalie de salinité (ici station 60 a 127 ) est bien marquée. On constate néanmoins que la tranche d’eau ou se manifeste cette anomalie es bien moins épaisse qu’à la côte; seule une fraction de l’eau dessalée de la côte est transféree au large. Cette indication est conforme au fait que le courant ligure ne se déplace pas sur le site d’observation et que seule une fraction de l’eau de ce courant est transféré au large par une instabilité probablement barocline.

Documents

Tentative d’interprétation de l’anomalie de salinité trouvée lors de la campagne Dynaproc 2