Variations régionales du contenu en chaleur de l'océan Atlantique avec l'approche géodésique spatiale

Compte tenu du rôle majeur de l'océan Atlantique dans le système climatique, il est essentiel de caractériser les variations temporelles et spatiales de son contenu en chaleur. Le projet 4DAtlantic-OHC (2021-2023) vise à développer et tester des méthodes géodésiques spatiales - basées sur l'altimétrie et la gravimétrie par satellite - pour estimer l'évolution du contenu thermique (OHC pour Ocean Heat Content) de l'Océan Atlantique.

L'approche géodésique spatiale

Les variations d'OHC peuvent être estimées directement à partir des flux nets de chaleur à la surface de l'océan observés depuis l'espace par les instruments CERES, à partir de mesures in situ observées par les flotteurs ARGO ou à partir de réanalyses de modèles océaniques. Ici, nous estimons les variations d'OHC à partir d'une méthode alternative basée sur des observations spatiales d'altimétrie et de gravimétrie qui complète ces autres approches et qui est très prometteuse pour réduire les estimations d'incertitude.

Les variations d'OHC sont déterminées à partir de la mesure de la dilatation thermique de l'océan. Cette dernière est estimée par la différence entre les variations totales du niveau de la mer observées par l'altimétrie et les variations du niveau de la mer barystatique (liée à la variation de masse) observées par gravimétrie. Cette approche géodésique spatiale fournit un échantillonnage spatial et temporel cohérent de l'océan. Elle couvre la quasi-totalité des océans du globe, sauf dans les régions polaires où la mer est partiellement ou complètement recouverte de glace de mer (essentiellement au nord de 80°N) et elle fournit des estimations des variations de l'OHC sur toute la profondeur de l'océan.

Application à l'Océan Atlantique et objectifs

Le projet MOHeaCAN financé par l'ESA a servi de preuve de concept, en appliquant l'approche géodésique spatiale à l'échelle globale (Marti et al., 2022). Le projet 4DAtlantic-OHC se concentre sur l'Océan Atlantique et offre l'opportunité d'étendre les travaux du projet MOHeaCAN à l'échelle régionale où de nouveaux défis doivent être relevés. En effet, une série de processus et de paramètres (zone côtière, variabilité de la couche mixte,...) qui pourraient être négligés à l'échelle globale ne peuvent plus être négligés à l'échelle régionale.

La stratégie établie à l'échelle globale a été étendue et développée à l'échelle régionale à la fois pour la génération de données et l'estimation des incertitudes. En particulier, les variations halostériques du niveau de la mer dues aux variations de la salinité qui ne sont pas négligeables régionalement sont prises en compte dans la chaîne de traitement. Elles sont estimées à partir des données in situ et sont ensuite retirées des variations stériques du niveau de la mer "altimétrie - gravimétrie".

Nous devons explorer la capacité des missions d'observation de la Terre (EO pour Earth Observation) et des produits basés sur l'EO en termes de résolution spatiale et temporelle pour surveiller l'OHC de l'Océan Atlantique. De plus, nous devons développer un schéma approprié pour caractériser puis propager l'incertitude des mesures d'entrée afin de dériver des incertitudes fiables de l'estimation finale de l'OHC régional.

Les objectifs du projet 4DAtlantic-OHC sont :

• développer, tester et valider un produit OHC régional basé sur l'EO pour permettre une surveillance réaliste de l'absorption de chaleur de l'Océan Atlantique et comprendre le rôle joué par l'Océan Atlantique dans le système climatique.

• utiliser et analyser le produit pour mieux comprendre la complexité de la Terre et du système climatique. L'étude se concentrera sur le transport méridien de chaleur (MHT pour Meridional Heat Transport) dans l'Atlantique Nord avec un bilan thermique régional.

• promouvoir et utiliser le produit pour évaluer ses forces et ses limites pour la mise en œuvre de nouvelles solutions pour la société.

Le produit 4DAtlantic-OHC

Les utilisateurs seront principalement intéressés par:

• les grilles mensuelles des variations de l'OHC sur l'Atlantique
• les tendances de l'OHC et incertitudes 

Versions du produit

La table ci-dessous fournit la liste des versions du produit 4DAtlantic-OHC.

DOI et métadonnées

Ce produit est référencé par un DOI: 10.24400/527896/a01-2022.012

Plus de métadonnées: https://commons.datacite.org/doi.org/10.24400/527896/a01-2022.012

Accès au produit et condition d'accès

Ce produit (fichier NetCdf) peut être téléchargé en accès ouvert sur le serveur HTTPS  ou  via le site FTP sans authentification (si le protocole FTP n'est plus supporté par votre navigateur, voyez cette note)

Le produit est librement accessible pour tout type de projet ou d'étude, et mis à disposition selon les termes de la licence Aviso.

Citation

Si vous utilisez ces données, veuillez les citer :
"Le produit 4DAtlantic-OHC issu de l'altimétrie spatiale et de la gravimétrie spatiale a été réalisé par Magellium/LEGOS et distribué par AVISO+ (https://aviso.altimetry.fr ) avec le soutien de l'ESA  (https://doi.org/10.24400/527896/a01-2022.012  version XX)".

Contacts

Pour tout problème technique ou information supplémentaire lié au produit 4DAtlantic-OHC, merci de contacter Robin Fraudeau (coordinateur technique) : robin.fraudeau(at)magellium.fr

Remerciements

Ce travail est financé par l'ESA dans le cadre du projet 4DAtlantic-Ocean Heat Content (Numéro de contrat ESA 4000134928/21/I-NB):  https://eo4society.esa.int/projects/4datlantic-ohc/

Références

Ablain et al., OSTST 2022: Monitoring the regional heat content change over the Atlantic Ocean with the space geodetic approach: the 4DATLANTIC-OHC project

Blazquez, A., Meyssignac, B., Lemoine, J., Berthier, E., Ribes, A. and Cazenave, A. (2018) Exploring the uncertainty in GRACE estimates of the mass redistributions at the Earth surface: implications for the global water and sea level budgets, Geophys. J. Int., 215(1), 415–430, doi:10.1093/gji/ggy293, 2018.

Marti, F., Blazquez, A., Meyssignac, B., Ablain, M., Barnoud, A., Fraudeau, R., Jugier, R., Chenal, J., Larnicol, G., Pfeffer, J., Restano, M., and Benveniste, J.: Monitoring the ocean heat content change and the Earth energy imbalance from space altimetry and space gravimetry, Earth Syst. Sci. Data Discuss., 1–32, doi: 10.5194/essd-2021-220, 2021.

Meyssignac, B., Boyer, T., Zhao, Z., Hakuba, M. Z., Landerer, F. W., Stammer, D., Köhl, A., Kato, S., L’Ecuyer, T., Ablain, M., Abraham, J. P., Blazquez, A., Cazenave, A., Church, J. A., Cowley, R., Cheng, L., Domingues, C. M., Giglio, D., Gouretski, V., Ishii, M., Johnson, G. C., Killick, R. E., Legler, D., Llovel, W., Lyman, J., Palmer, M. D., Piotrowicz, S., Purkey, S. G., Roemmich, D., Roca, R., Savita, A., Schuckmann, K. von, Speich, S., Stephens, G., Wang, G., Wijffels, S. E., Zilberman, N. (2019) Measuring Global Ocean Heat Content to Estimate the Earth Energy Imbalance, Front. Mar. Sci., 6, doi:10.3389/fmars.2019.00432, 2019.

Liste des versions du produit

Nom	Version	Date de publication	Caractéristiques du produit	Documentation			Accès au produit
				Manuel utilisateur	Document de base théorique de l'algorithme	Publication associée	HTTPS	FTP
4D Atlantic-OHC	1.0	oct 2022	Ocean Atlantique 1*1 deg 04/2002-12/2020 Mensuel	Experimental Dataset Description (EDD v1.1)	ATBD v1.2	-	accès ouvert	ftp non authentifié