Warm water volume and barrier layer variability in the equatorial Pacific at the interannual (ENSO) timescale
Variabilité du volume d'eau chaude et de la couche barrière de sel dans l'océan Pacifique équatorial à l'échelle interannuelle (ENSO)
Résumé
The Equatorial Pacific is a key region for the El Niño Southern Oscillation (ENSO) phenomenon which strongly influences the global climate variability at the interannual time scale. To improve our understanding of ENSO, the present work aims at a) studying the role of equatorial waves on the Recharge/Discharge (RD) mechanism for ENSO, and b) documenting and analysing salinity barrier layers (BL) in the western Pacific warm pool. The RD mechanism for ENSO is first reviewed from the literature, and then analyzed within 5°N-5°S in using 1992-2006 altimeter-derived sea level anomalies (SLA) and in-situ observations. Changes in the volume of warm water above the thermocline (WWV) within 5°N-5°S, characterizing the RD of the equatorial band, are computed from SLA. The WWV changes appear to be a residual of incoming and outgoing warm waters, resulting from the opposite effects of zonally-integrated meridional Ekman and geostrophic transports of warm water. For the first time with observations, we evidence first baroclinic first meridional mode equatorial Rossby waves to be responsible for the anomalous meridional geostrophic transports of warm water, in changing the basin-scale zonal pressure gradient. Major features of the BL in the equatorial portion of the Western Pacific Warm Pool (WP) are brought to light through analysis of an unprecedented collection of temperature and salinity profiles derived from Argo floats during the period 2000-2007. The co-variability between Barrier Layer Thickness (BLT), sea surface salinity front, sea surface temperature and dynamic height anomalies, highlights clear relationships between BLT and each of those climatic variables. Statistics indicate that thick BL form preferentially under low wind conditions, heavy precipitation, eastward advection of low SSS, zonal current vertical shear, and/or in conjunction with equatorial downwelling Kelvin and Rossby waves (favouring the vertical stretching of the upper water column).
Le Pacifique équatorial est une région clé pour l'étude du phénomène climatique El Niño Oscillation Australe (ENSO) qui joue un rôle essentiel sur la variabilité du climat à l'échelle globale. L'objectif de cette thèse est d'étudier, d'une part le rôle des ondes équatoriales sur le mécanisme de Recharge-Décharge d'ENSO et d'autre part, d'observer et comprendre l'impact des couches barrières de sel susceptibles d'influencer ENSO. Le mécanisme de Recharge-Décharge de la bande équatoriale (5°N-5°S) est analysé sur la période 1992-2006 à l'aide de données altimétriques. Les variations de volume d'eau chaude qui rechargent ou déchargent la bande équatoriale sont bien représentées par les transports méridiens de masse exprimés en terme de transports géostrophiques et d'Ekman. Les ondes équatoriales de Rossby premier mode méridien premier mode barocline jouent un rôle important sur la partie géostrophique de ces transports. Une classification des évènements El Niño est également effectuée à l'aide des variations de volume d'eau chaude du Pacifique équatorial. La variabilité de la structure thermohaline de la warm pool est analysée dans la bande équatoriale, à l'aide de données Argo, sur la période 2000-2007. Une validation de ces données ainsi que des tests de différents critères d'estimation des couches barrières de sel sont présentés. Les co-variabilités entre les couches barrières de sel, le front de salinité, les températures de surface et la hauteur dynamique sont analysées. Elles montrent notamment que les températures de surface élevées (SST>28-29°C), associées au maximum de convection atmosphérique sont fortement liées à la présence de couches barrières de sel épaisses (>20m). Les couches barrières de sel sont favorisées par des fortes précipitations, de faibles vents, l'advection zonale de salinité de surface et le cisaillement vertical de courants. Pour la première fois à partir d'observations, l'influence des ondes équatoriales sur les couches barrières de sel est mise en évidenc
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Océan, Atmosphère
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