Interactions ondes tourbillons et cascade d’énergie dans la région Nord-Baléares durant la campagne BioSWOT-Med (H/F)

Job Description

Missions

A l'image de la “météo” pour l'atmosphère, il existe une “météo” dans l'océan, qui caractérise l'image instantanée des structures cycloniques et anticycloniques, des fronts et filaments, qui redistribuent, déforment et mélangent les masses d'eau. Ces structures dynamiques, qui dans l'océan couvrent une gamme d'échelles spatiales 1-100 km approximativement et des échelles de temps allant de l'heure à la semaine, sont appelées “fine-échelles”. La dynamique des fine-échelles joue un rôle important à la fois dans la cascade directe d'énergie vers les petites échelles et la cascade inverse vers les grandes échelles et par conséquent sur la régulation du bilan énergétique de l'océan.
Le lancement du nouvel altimètre SWOT fin 2022 résolvant ces fines échelles océaniques a motivé des campagnes en mer ciblées sur l’étude de ces structures. La campagne BIOSWOT-Med s’est déroulée au printemps 2023 entre les îles Baléares et la côte française. L’objectif de la campagne était d’échantillonner la dynamique océanique à fine-échelle le long de la trace de SWOT pour fournir des éléments d’interprétation à ces nouvelles mesures satellitaires. En retour les images SWOT de résolution spatiale de l’ordre de quelques kilomètres ont permis de détecter des structures dynamiques frontales invisibles par l’altimétrie classique, structures que nous avons pu échantillonner durant la campagne (Fig.1).

La campagne s’est focalisée sur l’échantillonnage d’un front fine-échelle, caractérisé par une zone de vorticité anticyclonique « B », une zone frontale, « F » et une zone cyclonique « A » (Figure 1). Des mesures de courant, hydrologie et de turbulence ont été réalisées aux points A, F et B sur une période d’inertie en chaque station permettant de caractériser la dynamique haute fréquence des ondes internes. Cette séquence de mesures a été répétée une fois pour les 3 stations et 3 fois pour la station de vorticité anticyclonique. Un scénario atmosphérique idéal, avec deux coups de vent successifs entre chaque série de mesures, nous a permis de mettre en évidence la réponse différenciée des structures de fine-échelle à ces coups de vent. Dans la zone de vorticité anticyclonique les ondes de fréquence proche-inertielle générées par le vent se propagent en profondeur et la turbulence y est intensifiée à l’inverse des zones frontale et cyclonique où la turbulence reste faible. La propagation différenciée des ondes en fonction de la vorticité locale s’explique par le fait que la fréquence d’inertie effective est modulée par la vorticité locale : ainsi les ondes de fréquence générées par le vent proches de la fréquence d’inertie locale se retrouvent super-inertielles dans les régions anticycloniques et peuvent se propager en profondeur. Elles sont ainsi piégées dans les structures anticycloniques, dénommées « cheminées inertielles » et contribuent au renforcement de la turbulence qui y est observé.

Le stage portera sur l’analyse des simulations haute résolution du modèle Symphonie aux dates de la campagne et en particulier sur les sections hydrologiques et courantométriques réalisées durant la campagne. L’objectif sera de caractériser le champ d’ondes internes et la partie plus basse fréquence de la dynamique et de mettre en évidence les cheminées inertielles sur l’ensemble de la zone échantillonnée durant la campagne. On décomposera pour cela la composante quasi-géostrophique de la composante ondulatoire en suivant la méthode appliquée par J. Lenne aux données de la campagne. Le renforcement de la cascade d’énergie vers les petites échelles et l’intensification de la turbulence par ces interactions ondes tourbillons sera caractérisé. On calculera pour cela le flux spectral d’énergie cinétique vers les petites échelles dans différents sous-domaines incluant ou non des cheminées inertielles. Par ailleurs la séparation des deux composantes dynamiques est un point essentiel à l’interprétation des données SWOT qui sera discutée en collaboration avec l’équipe OPLC du MIO.

Your Profil

Master 2 en océanographie en cours, bonne maîtrise de la dynamique des fluides géophysiques et océanographie physique

Your Work Environment

Description of the employer

Stage recherche effectué au laboratoire LOCEAN (www.locean.ipsl.fr)

Special conditions of exercise

aucune

Compensation and benefits

Compensation

Annual leave and RTT

44 jours

Remote Working practice and compensation

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

About the offer

About the CNRS

The CNRS is a major player in fundamental research on a global scale. The CNRS is the only French organization active in all scientific fields. Its unique position as a multi-specialist allows it to bring together different disciplines to address the most important challenges of the contemporary world, in connection with the actors of change.

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