Formation de gradients thermiques a la surface de l'ocean, au-dessus d'un talus, par interaction entre les ondes internes et le melange du au vent

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Abstract
L'étude présentée ici a pour objectif de donner une explication de l'existence de la bande d'eau relativement froide qui borde le talus continental du Golfe de Gascogne et qui apparaît, en été, sur les images satellitaires. On se place dans I'hypothèse de I'océan bi-couche, au-dessus d'un talus continental et sur une radiale perpendiculaire à ce talus. Dans une première partie, on simule la formation de la marée interne qui se propage de part et d'autre du talus. Ensuite, quand cette marée interne est bien établie, on simule le brassage mécanique résultant de I'action d'un coup de vent. L'effet du mélange, qui se traduit par un refroidissement de la couche supérieure et par une augmentation de l'amplitude des ondes internes, est plus efficace au-dessus du talus oú l'amplitude de la marée interne est maximale. Il en résulte la formation, dans cette région, d'une bande d'eau relativement froide. L'interaction entre les ondes internes et le mélange apparaît clairement sur des mesures faites au cours de I'opération ENVAT 81. Les résultats obtenus fournissent donc une explication claire de l'existence de cette bande froide durant toute la période pendant laquelle l'océan est stratifié. In recent years infra-red satellite imagery has shown there to be a narrow band of cold water along the Celtic Sea shelf break in summer when the ocean is well stratified. This paper provides an explanation of this phenomenon, which probably occurs more frequently at continental shelf breaks than is usually believed. At first, by means of an analytical model, linear propagation of a monochromatic barotropic tide along a normal to the shelf break in a homogeneous ocean is simulated. Then, in an idealized two-layer ocean, the propagation of the barotropic tide above the continental slope that generates a baroclinic tide at the shelf break is noted. This internal wave propagates to both sides, i.e. above the continental shelf and above the abyssal plain. The energy flux lost by the barotropic tide from the oceanic limit of the continental slope to the shelf-break limit is used by the baroclinic tide for its propagation. By this means, it is possible within a linear theory to compute the internal wave amplitude. The results of this numerical simulation are in good agreement with the time series of temperature observed at three stations (one on the abyssal plain, the second on the shelf break, and the third on the continental shelf) during the Service Hydrographique et Oceanographique de la Marine survey ENVAT 81. Without any heat flux, the turbulent exchange fluxes during a wind impulse are described by the kinetic energy equation. With this condition, a numerical simulation of these turbulent fluxes together with a numerical simulation of the baroclinic tide propagation shows, during the wind impulse: Consequently, a horizontal temperature gradient appears on both sides of the shelf break. These numerical results are again confirmed by the time series of temperature observed during the ENVAT 81 survey.

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