Interactions Air-Mer: la convection hivernale

Les forts vents soufflant du nord de la Mer Méditerranée sont à l'origine de phénomènes de convection profonde océanique dans certaines régions clefs (Figure 1a). En particulier, les vents soufflant des Alpes et des Pyrénées, le Mistral et la Tramontane, sont à l'origine de la circulation cyclonique dite gyre dans le Golfe du Lion centrée en 42°N-5°E. A l'automne, de fortes pertes de chaleur, en majorité par l'évaporation due à l'intensification des vents, sont constatées au-dessus de la mer, amenant progressivement à une première cassure de la stratification de la couche de mélange océanique. L'énergie apportée par les flux turbulents fait que cette dernière devient alors homogène sur environ 100 à 200 mètres sur la verticale. De plus la circulation cyclonique du gyre s'intensifie grâce aux vents, entraînant ainsi une certaine isolation des eaux du gyre par rapport aux courants adjacents. Puis le mélange se calme un peu avant la deuxième phase de mélange qui a lieu en plein hiver. Cette phase est à son maximum lorsque les pertes de chaleur cumulées dans le gyre sont atteintes. A cette période, la convection atteint en général le fond de la mer dans la Méditerranée Nord-Occidentale (Figure 1b) pendant une période variant de 15 jours à un mois et demi, par intermittance ou lors d'un seul gros événement. De l'eau dense Westerrn Mediterranean Deep Water (WMDW) est formée et va contribuer à la circulation thermohaline de la Mer Méditerranée, la branche lente du cycle de l'eau.


Le groupe FGO étudie et modélise la circulation thermohaline de la Méditerranée, en climat présent. Il s'intéresse à comprendre les processus d'interactions air-mer amenant à la convection océanique afin de bien représenter les caractéristiques des masses d'eau et leur trajet dans le bassin. En particulier, le groupe FGO a mis en évidence un processus clef lié à la position du maximum du vent au-dessus de la mer dans le Golfe du Lion.

 

Figure 1 : (a) Carte du maximum de profondeur de convection atteint pendant la période 1998 à 2006 d'une simulation de la circulation générale de la Méditerranée. (b) Coupe nord-sud de salinité à 4.7°E illustrant la convection hivernale à 42°N avec un mélange vertical atteignant le fond de la mer début mars 2005 dans la simulation.