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Léo LACOUR
OPB205 Master 1 Océanographie physique et biogéochimique
Année 2011/2012
Modélisation de la circulation océanique en Mer d’Arabie
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Présentation de la zone d’étude
Mer demie fermée au nord forte influence continentale Influence des mers annexes : Mer Rouge et Golf Persique
Objectifs • Comment la circulation océanique répond à cette inversion des vents selon la saison? • Quel est l’effet d’un bord ouvert au niveau du Golf d’Aden?
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Le modèle ROMS Principe de Bjerknes :
Etat initiale de l’océan au temps t
Equations primitives : Equation de N-S Conservation de la chaleur et salinité Equation d’état de l’eau de mer Equation de continuité
Conditions aux limites
Forçages atmosphériques : friction du vent, flux de chaleur et d’eau douce
Etat de l’océan au temps t+dt
Conditions initiales :
T, S, u, v, η Hypothèses : • Equilibre hydrostatique • Imcompressibilité • Bousinesq • Fermeture de la turbulence Romstools
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Discretisation du modèle ROMS
Discrétisation spatiale :
Discrétisation temporelle : modèle à surface libre, méthode à séparation des pas de temps explicite
Horizontale Verticale
Coordonnées curvilignes orthogonales
Coordonnées σ généralisées
Grille Arakawa C
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Implémentation du modèle
Longitude Latitude Résolution MMm
LLm Niveaux
verticaux
Nombre
de
maille
Profondeur
minimale à
la côte (m)
10°N-31°N 44°E-78°E 1/4 135 90 32 3.105 50
Paramètres de la grille :
NTIMES DtE DtI NTDFAST
1080 40 2400 60
Paramètres d’intégration temporelle :
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Fig.1 Bathymétrie de la Mer d’Arabie
Conditions aux limites latérales Bord fermé : utilisation de la « mask », condition de nullité pour le flux normal à la côte Bord ouvert : méthode à radiation + terme de relaxation
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Fig. 2 Diagnostique du modèle
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Variabilité saisonnière
Fig. 3 Température de surface et vecteur de courant (-10m) en août (à gauche) et février (à droite)
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Intermousson :
Fig. 4 Température de surface au mois d'avril
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Particularité
Fig. 5 Profil de salinité sur une section de la côte ouest Indienne à 12°N (à gauche) et salinité de surface (à droite) au mois de janvier
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Fig. 8 Paramètre Okubo en février
Bord ouvert Bord fermé
Test du bord ouvert : circulation océanique
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
Paramètres hydrologiques : salinité
Fig. 6 Section de salinité (48°E) en février avec un bord ouest ouvert (à gauche) et fermé (à droite)
Fig. 7 Section de salinité le long du Golf d'Aden en hiver (Bower et al ,2005)
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Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Conclusion
• Résultats de modèle cohérents et validés par les données de la littérature • Renversement de la circulation océanique, période d’intermousson • Dynamique locale up-wellings et tourbillons
MAIS… • Problème de conservation des traceurs au bord ouvert
Amélioration • Adapter les conditions au bord ouvert • Coordonnées verticales hybrides σ + z
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Références
Bower, A. S., W. E. Johns, D. M. Fratantoni, H. Peters. Equilibration and Circulation of Red Sea Outflow Water in the Western Gulf of Aden, 2005. J. Phys. Oceanogr., 35, 1963–1985.
Lee, C.M., B.H. Jones, K.H. Brink, A.S. Fischer. The upper-ocean response to monsoonal
forcing in the Arabian Sea: seasonal and spatial variability, 1999. Shetye, S. R., A. D. Gouveia, S. S. C. Shenoi. Circulation and water masses in the Arabian
Sea, 1994. From Proceedings of the Indian Academy of Sciences, edited by D. Lal, pp. 9-25, Lotus Printers, New Delhi, India.