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Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (2003-11-28), Frankignoul Claude (Dir.)
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Sur la variabilité climatique de la salinité de surface en Atlantique Nord et son lien avec la circulation océanique dans un modèle couple
Juliette Mignot1

L'objet de cette thèse est l'étude du comportement des anomalies de salinité de surface (SSS) dans l'Atlantique. On étudie leurvariabilité aux échelles de temps interannuelles à décennales, leur réponse aux principaux modes de variabilité atmosphérique dans l'Atlantique Nord et leur lien avec la circulation océanique de grande échelle. Etant donné le manque d'observations de SSS sur des longues périodes et à l'échelle du bassin, le travail est essentiellement basé sur des simulations globales couplées. Dans la première partie de la thèse, la dynamique proprement dite des anomalies de SSS est analysée grâce à deux simulations couplées en conditions de contrôle étudiées successivement: le run SINT EX (ECHAM4-OPA8) et le run de contrôle du Bergen Climate Model (ARPEGE-MICOM). Nos résultats montrent que l'advection par les anomalies de courants d'Ekman est en moyenne au moins aussi efficace que le flux d'eau douce pour générer des anomalies de SSS aux échelles de temps intrasaisonnières. Ceci a pu être confirmé dans les observations. Une fois créées, les anomalies de SSS sont relativement persistantes car elles ne sont pas amorties par les flux atmosphériques, au contraire des anomalies de température de surface. Elles sont donc plus fortement influencées par les courants moyens et par la variabilité géostrophique. En fait, ces deux facteurs dominent les changements de SSS à basse fréquence sur la majorité du bassin. En utilisant un outil de calcul de trajectoires lagrangiennes, on a pu suivre en particulier la propagation d'anomalies de SSS le long des courants océaniques moyens pendant au moins 5 ans. L'analyse a été effectuée aussi bien localement que pour la réponse aux principaux modes de variabilité atmosphérique dans l'Atlantique Nord comme l'Oscillation Nord-Atlantique (NAO) et l'East Atlantic Pattern. Les résultats sont similaires. Dans la deuxième partie de la thèse, la variabilité de la circulation méridienne en moyenne zonale est analysée dans le Bergen Climate Model. L'intensification de la convection profonde dans les hautes latitudes de l'Atlantique Nord force une accéleration de la circulation méridienne moyenne avec un délai de 5 ans environ. L'influence de la NAO sur la convection profonde est également mise en évidence mais le lien entre la NAO et la c irculation méridienne se fait principalement par action mécanique du vent et n'est détectable qu'aux échelles de temps interannuelles. Le Pacifique tropical influence quant à lui la variabilité basse fréquence de la circulation méridienne moyenne dans le modèle. Le phénomène El Ni~no crée des anomalies positives de salinité dans l'Atlantique tropical. Celles-ci sont advectées en une trentaine d'années dans les hautes latitudes de l'océan At lantique Nord où elles semblent forcer une accélération de la circulation méridienne moyenne en contribuant à la déstabilisation de la colonne d'eau.
1:  LODYC - Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie
oceangraphie physique – salinite – Atlantique Nord – variabilite climatique

This work focuses on the sea surface salinity (SSS) anomalies behaviour in the Atlantic. We study their var iability at interannual to decadal timescales, their response to the leading modes of atmospheric variabili ty in the North Atlantic and their link to the large scale oceanic circulation. Given the lack of observati ons on sufficiently long periods and at the basin-scale, the work is essentially based on global coupled si mulations. In the first part of the thesis, the dynamics of SSS anomalies is successively analysed in two coupled simu lations under control conditions: the SINTEX run (ECHAM4-OPA8) and the Bergen Climate Model run (ARPEGE-MIC OM). Our results show that, on average, at intraseasonal timescales, the advection by anomalous Ekman curre nts is at least as efficient in forcing SSS anomalies as the freshwater flux. This has been confirmed in th e observations. Once created, the SSS anomalies are quite persistent because they are not damped by the atm ospheric fluxes. This differs from the case of sea surface temperature anomalies. As a result, the SSS anom alies are more strongly influenced by the mean currents and by the geostrophic variability. In fact, those two terms dominate the SSS changes at low frequency over most of the Atlantic basin. Using a calculation of lagrangian trajectories, we could follow the propagation of SSS anomalies along the mean currents for at l east 5 years. The analysis has been done both locally and in response to the leading modes of atmospheric v ariability in the North Atlantic, that are the North Atlantic Oscillation and the East Atlantic Pattern. Th e results are similar. In the second part of the thesis, the variability of the oceanic meridional overturning circulation (MOC) i s analysed in the Bergen Climate Model. The intensification of the deep convection in the North Atlantic hi gh latitudes forces an acceleration of the MOC after about 5 years. The NAO influences the deep convection but its influence on the MOC itself is mostly done through the mechanical action of the wind at the interan nual timescale. In the model, the tropical Pacific influences the low frequency variability of the MOC. El Niño induces positive SSS anomalies in the tropical Atlantic that seem to be advected within about 30 yea rs in the high latitudes of the North Atlantic where they contribute to destabilize the water column.