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3000 flotteurs Argo dans l'océan
Avec la collaboration de Marie Drévillon et Stéphanie Guinehut, Mercator Océan, Novembre 2007
3000 flotteurs Argo émettent aujourd'hui vers les satellites Argos un signal contenant l'information de température et de salinité recueillie dans les profondeurs océaniques. Ce réseau mondial d'observation constitue le complément indispensable aux observations satellitaires pour les systèmes de prévision océanique opérationnelle opérés à Mercator Océan. Il permet en particulier le suivi de l'épisode actuel la Niña dans le Pacifique.
Octobre 2007 : déploiement des 3000 flotteurs Argo
Crédit : Jcommops (Cliquez pour agrandir)
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Lancé en 2000 par la Commission Océanographique intergouvernementale de l’Unesco et de l’Organisation Météorologique Mondiale, Argo atteint aujourd'hui son objectif de déployer et de maintenir un réseau de 3000 flotteurs plongeant à 2000 mètres de profondeur, mesurant tout le long de leur trajet température et salinité de l'océan, repartis sur un maillage de 300 Km sur 300 Km. Le flotteur remonte tous les dix jours à la surface, transmet ses données aux satellites Argos, avant de replonger à 2000m. Les données sont diffusées gratuitement et sans aucune restriction en temps réel sur le système mondial de transmission (SMT) ainsi que sur Internet. Une trentaine de pays, plus l'Union Européenne collaborent aujourd'hui au réseau Argo. Le projet Coriolis est la composante française d'Argo ; il comprend l'instrumentation (developpement du modèle Provor), le déploiement des instruments et le traitement de données (Coriolis est en particulier un des deux Centres de Données Argo Globaux).
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Cycle de mesure du flotteur Argo (crédit : Ifremer)
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Argo et la Niña 2007
Depuis Février 2007, un épisode la Niña se produit dans le Pacifique Est. La Niña est marquée par des Alizés d'est beaucoup plus forts que la normale. Ces vents poussent les eaux de surface plus chaudes vers l'ouest, ceci entrainant une remontée des eaux profondes à l'est du bassin. Pendant la Niña, le Pacifique ouest devient plus chaud que la normale, alors que le Pacifique oriental devient plus froid. Les conséquences météorologiques à travers le monde sont nombreuses : sécheresse dans le sud de l’Amérique du Nord, le nord du Mexique et la Californie, fortes précipitations dans le sud-est de l'Asie et à l'est de l'Australie, en Inde et en Afrique du Sud. L'épisode actuel est qualifié de modéré par la NOAA. La plupart des modèles de prévision climatique prévoient un prolongement de cet événement jusqu'au début de l'année 2008.
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Observations de température par le réseau de bouées TAO:
en fonction de la longitude et de la profondeur, en coupe dans le Pacifique équatorial.
C’est le mois d’août 2007, les anomalies de température révèlent un début de Niña = anomalie froide (cliquez pour agrandir)
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Les mêmes graphes à partir des sorties du système mercator PSY3V2 assimilant les mesures in situ dont les flotteurs Argo, l’altimétrie et la température de surface.
La Nina apparaît également. Son amplitude parait surestimée, sans doute en relation avec un réglage perfectible du modèle. NB: La référence (Levitus 2005) qui permet de calculer les anomalies est issue d’une période plus longue que celle utilisée par TAO ce qui en toute rigueur ne permet pas de comparer les amplitudes des anomalies.
(cliquez pour agrandir)
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Les mêmes graphes à partir des sorties du système mercator PSY3V1 assimilant uniquement l’altimétrie.
Les gradients de température verticaux sont plus relâchés, ce qui résulte en une anomalie de signe opposé à celle de PSY3V2 à 200m de profondeur, avec la même température climatologique de référence (Levitus 2005).
Sans les mesures in situ dont Argo, le système ne voit pas l'anomalie froide en profondeur caractéristique de la Niña, et qui joue un rôle dans la persistance du phénomène.
(cliquez pour agrandir)
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Les écarts entre mesures in situ et simulation se réduisent
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Sur la figure ci-contre, les points représentent les données in situ fournies par Coriolis et assimilées par le système Mercator PSY3V2 pour la semaine du 21 au 28 juin 2007. Le code couleur représente la différence entre la température effectivement mesurée et la température simulée par le modèle et à la profondeur 318 mètres, avant la prise en compte des mesures. On remarque la prédominance des flotteurs ARGO, mais on reconnaît aussi le réseau des bouées ancrées TAO tout le long du Pacifique équatorial et les lignes de sondage XBT, lancées par les navires marchands, le long de leur route. A cette profondeur le système Mercator est proche des observations en moyenne, puisque les différences avec les mesures sont souvent inférieures à 0,5°C. Les zones fortement énergétiques comme celle baignée par le Kuroshio le long du Japon présentent naturellement de fortes différences.
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La carte ci-contre représente les écarts qui subsistent, après avoir assimilé les mesures dans le modèle. Ces écarts sont en moyenne faibles et de plus faible amplitude que l’écart initial représenté par la figure précédente, ce qui signifie que l’information des flotteurs Argo a bien été prise en compte et a amélioré de manière sensible le résultat du modèle.
Le réseau de flotteurs est donc indispensable à plusieurs niveaux : pour valider et corriger le système d’analyses et de prévisions océanique global.
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L'eau subtropicale Pacifique
Section de salinité mesurée
(cliquez pour agrandir)
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Section de salinité simulée avec assimilation
de profils verticaux (cliquez pour agrandir)
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Section de salinité simulée sans assimilation
de profils verticaux (cliquez pour agrandir)
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L'eau subtropicale pacifique, entre 100 et 300 mètres de profondeur, est caractérisée par une salinité élevée en son centre, de 36.9 °/°° (ou psu). Elle est une composante de l'Eau Centrale Pacifique formée par subduction au sein de la gyre subtropicale. Les figures ci-dessous montrent, à travers une section équatoriale l'amélioration de la représentation de cette eau centrale grâce à l'assimilation des profils verticaux, en comparaison avec la même section simulée par l'ancien système sans assimilation de flotteurs Argo. Fox and Haines (2002, J. Phys. Oceanogr) ont démontré que l'assimilation de profils verticaux aident les modèles à représenter les caractéristiques des eaux modales (eaux de caractéristiques physico-chimique homogènes et ayant une origine commune).
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