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Topographie dynamique globale de l'océan et sa variation

J.F. Minster, C. Brossier & P. Féménias (UMR 39/GRGS, France)

Parmi les objectifs de Topex/Poséidon, le plus spécifique concerne l'étude de la topographie dynamique des océans à l'échelle des bassins océaniques.

Plusieurs investigateurs principaux de l'UMR39/GRGS sont impliqués dans ces études.

La qualité des données, même dans leur version préliminaire, est si bonne que ce signal apparaît même avec un traitement minimal. Cela concerne à la fois la variation de la hauteur de la mer obtenue par différences des hauteurs mesurées entre 2 cycles (figure 1) et le signal "absolu" de hauteur dynamique au-dessus du géoïde (figure 2).

Le signal le plus apparent consiste en des valeurs négatives (-10 cm) dans les gyres subtropicaux de l'hémisphère Nord et des valeurs positives dans ceux de l'hémisphère Sud. Ces signaux correspondent probablement à l'effet de dilatation lié au stockage thermique saisonnier, qui se fait surtout sentir à l'automne et au printemps. Le fait que les signaux semblent surtout affecter les gyres subtropicaux est cohérent avec les observations in situ ; il peut aussi indiquer des variations supplémentaires, liées aux modifications du champ de tension du vent. Le long de l'équateur dans le Pacifique,le signal intense de rehaussement du niveau de la mer peut correspondre à une forte onde de Kelvin ; les analyses du Naval Research Center concluent même à un événement El Niño en cours.

En haut : Carte de la topographie dynamique de l'océan obtenue à l'aide de 10 jours de données préliminaires de Topex/Poséidon. L'orbite est calculée à l'aide du système Doris.
Les données ont été corrigées des effets habituels (effets de l'ionosphère - avec le modèle de Bent-, de la troposphère - avec la pression calculée par le modèle météorologique du Centre Européen et la vapeur d'eau atmosphérique déduite des mesures du radiomètre micro-onde-, d'état de mer et enfin des marées océaniques et terrestres). Un des plus récents géoïdes a été interpolé sous la trace du satellite et soustrait. Enfin, les valeurs obtenues ont été moyennnées par carré de 1° de côté et cartographiées. Aucun autre traitement n'a été appliqué, si bien que le résultat comprend encore toutes les erreurs de mesure, d'orbite ou de géoïde. Cependant, les variations de hauteur sont à l'évidence la trace des grands courants océaniques de surface. Par exemple, le Gulf Stream "tourne" autour de la bosse située en mer des Sargasses, tandis que le courant Antarctique circumpolaire longe la pente nord-sud située vers 40°S...

En bas : Carte de topographie dynamique déduite d'un siècle de mesures hydrographiques, en faisant l'hypothèse que la vitesse des courants est nulle partout à une pression de 2000 dbars (vers 2000 mètres de profondeur). L'accord qualitativement remarquable entre les deux cartes témoigne de l'extraordinaire qualité des données de Topex/Poséidon, avant même que toutes les ajustements aient été faits et que des traitements plus élaborés aient été appliqués. De plus, certaines des différences peuvent correspondre à des effets saisonniers ou interannuels connus : par exemple, dans l'Atlantique tropical, le Contre Courant Nord Equatorial est intense en Octobre, alors qu'il est nul au printemps, ce qui expliquerait la crête relative de la carte Topex/Poséidon (en bleu vers 10°N) et son absence dans la carte climatologique.
Surveiller l'évolution de ce type de carte, en déduire les variations des courants océaniques et leurs relations avec les fluctuations du climat, sont les principaux objectifs de Topex/Poséidon.

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