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Valorisation des campagnes à la mer Navires Ifremer - IRD - IPEV Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ” (à envoyer par courriel à Commission.Flotte@ifremer.frmailto:anne.marie.alayse@ifremer.fr )
Résultats majeurs obtenus 1 à 3 pages destinées à informer un large public sur les résultats obtenus 1 – Contexte scientifique et programmatique de la campagne Le mélange vertical est une composante essentielle au maintien de la circulation thermohaline, puisqu’il permet une remontée d’eau froide compensée par une diffusion de chaleur vers le fond. De plus, dans les régions tropicales, en modifiant la profondeur de la thermocline et les propriétés de surface, ce mélange est susceptible d’influencer les modes de variabilité du climat. L’énergie mécanique nécessaire à ce mélange vient en grande partie du déferlement d’ondes internes de marée. Celles-ci naissent de l’intéraction de la marée de surface avec la topographie. Lorsque la marée de surface, qui fait osciller toute la colonne d’eau de façon homogène sur la verticale, rencontre un mont sous-marin, des vitesses verticales sont générées pour suivre le forme de la topographie. Ce mouvement vertical excite l’océan stratifié et génère des ondes qui ont la fréquence de la marée. Celles-ci se propagent ensuite à l’intérieur de l’océan et sont appelées ondes de marée interne. Comme le déferlement observé près de la côte à la surface pour une vague, ces ondes peuvent déferler et produire un mélange considérable à l’interface de deux couches de densité différentes, mélangeant les eaux profondes et froides avec des eaux plus légères et plus chaudes. La distribution spatiale des zones de fort mélange est très hétérogène et dépend principalement de l’amplitude de la marée interne et de ses processus de déferlement, fonction de la latitude et de la stratification. Ces interactions ainsi que la localisation des zones de fort mélange tant sur la verticale que sur l’horizontale sont encore très mal connues. La région indonésienne est une région de forte génération de marée interne car la marée est assez forte dans une région où la bathymétrie est très accidentée (figure 1). Une des hypothèses à l’heure actuelle est de penser que comme l’archipel représente une succession de bassins semi-fermés, il permet de piéger les ondes internes une fois générées et permet ainsi une dissipation plus proche de la surface des ondes qui auraient pu se propager sans la présence de ces barrières topographiques.  Figure 1 : Bathymétrie en 3D de l’archipel Indonésien, qui montre la succession de monts sous-marin et de mers semi fermées. 2 – Rappel des objectifs La campagne INDOMIX a pour objectif d’aller mesurer ces ondes internes de marée et de produire des estimations de leur taux de dissipation. De plus, elle a pour objectif d’évaluer l’importance de ce mélange sur les traceurs de température, salinité et bio-géochimiques. Elle fournira pour la première fois des mesures de microstructure qui menées de pair avec des mesures classiques de courantométrie et hydrologie permettront de caractériser le mélange intense lié à la marée interne. De façon indépendante, des mesures de traceurs chimiques radioactifs (Actinium et Radium) permettront de fournir un estimé de ce mélange. Ces différentes mesures indépendantes fourniront un estimé robuste de ce mélange et permettra de valider les différentes méthodes pour l’obtenir. De plus, l’influence de ce mélange sur les masse d’eau, les flux atmosphériques, et les propriétés biogéochimiques (nutriments, plancton, néodyme et éléments traces) seront étudiés. Cette approche pluridisciplinaire permettra d’obtenir des résultats robustes. Les mesures directes de la dissipation ont été réalisées avec un profileur de microstructure VMP 6000 équipé de capteurs très haute fréquence de température et de cisaillement qui résolvent les domaines inertiels et inertio-convectifs (résolution de l’ordre du cm-mm). Pour caractériser le champ d’ondes internes des mesures classiques d’hydrologie et de courantologie ont été réalisées grâce à des profils CTD/LADCP qui fournissent une résolution verticale de l’ordre du 10m-1m. Ces mesures conjointes nous permettent de relier les propriétés du champ d’ondes internes au niveau de turbulence. Elles ont été réalisées en point fixe pendant 24 heures pour couvrir un cycle de marée diurne. Les mesures d’éléments chimiques ont été réalisées grâce à de nombreux prélèvement d’eau à différentes profondeurs pendant ces stations fixes et sont en cours d’analyse depuis le retour de la campagne. Les mesures atmosphériques sont les mesures classiques de la BATOS (vent, température de l’air, humidité) du Marion Dufresne auxquelles nous avons rajouté des mesures précises de la température de surface (capteur infrarouge) et du flux solaire rayonnant. Ces mesures nous permettront de réaliser un bilan fermé des flux à l’interface air-mer. Nous espérons être capable de voir la signature d’un mélange en surface sur ces flux. De plus, nous avons lancé des radio-sondages toute les 6 heures qui seront utiles pour comprendre la structure atmosphérique et permettront d’améliorer les réanalyses atmosphériques pendant la période de la campagne utilisées pour forcer les modèles océaniques. Nous avons aussi réalisés des mesures détaillées de la bathymétrie très complexes sur les seuils de la mer d’Halmahera et du Détroit d’Ombai, qui permettront d’améliorer la circulation et les marées internes produites par de futures simulations numériques. Finalement, nous avons réalisés des mesures de plancton dans la région ainsi que des mesures d’observation de gros cétacés et d’oiseaux marins, grâce à deux observateurs présents sur le bateau. La campagne s’est déroulée dans l’archipel Indonésien du 9 juillet au 19 juillet 2010. Elle a commencé par des mesures dans la mer d’Halmahera (130°E, 1°S) et s’est terminée par des mesures dans le détroit de Ombai (125°S, 8°S), deux régions très énergétiques pour la marée interne en passant par la mer de Banda (126°E, 6°S), région que l’on suppose moins énergétique.  3 – Principaux résultats obtenus (avec quelques illustrations) Les résultats sont encore en cours d’analyse. Mais dors et déjà nous avons la confirmation d’un mélange fort dans les mers indonésiennes aux endroits suggérés par le modèle, dans la mer d’Halmahera et le détroit d’Ombai. Cette confirmation est obtenue à partir de 3 jeux de données indépendants ce qui rend le résultat très robuste. Les données de microstructure permettent une estimation directe de la turbulence et donc de la dissipation (exemple pour la mer de d’Halmahera figure 3 en noir et bleu). Les données de LADCP permettent de mesurer les courant de marée ainsi que son cisaillement, et par suite le mélange associé. Les données de CTD donne la structure fine de température et salinité avec laquelle on peut remonter au mélange par plusieurs méthodes (méthode de Thorpe, courbes rouge et orange, figure 3). Les trois méthodes montrent un mélange fort (tous au dessus de la valeur de bruit de fond de 10-5 m2/s) et donne des structures verticales similaires sur la verticale dans la mer d’Halmahera et le détroit d’Ombai et un mélange quasi nul dans la mer de Banda. Ce résultat confirme les résultats d’un mélange très hétérogène et très fort dans la mer d’Halmahera, alors que jusqu’à présent dans la littérature était décrit un mélange fort dans Banda. Cependant, une analyse plus fine des résultats est nécessaire pour ajuster au mieux les différentes méthodes, et affiner la valeur absolue de ce mélange.  Par ailleurs, nous avons mesuré une érosion de la salinité des eaux subtropicales lorsqu’elles rentrent dans la mer d’Halmahera, bien avant d’arriver dans la mer de Banda. Ces mesures sont les premières sont les premières simultanée montrant cette érosion. De plus cette campagne fournie les premières mesures de mélange dans des endroits énergétiques. Ces données fournissent donc matière à de nombreuses publications. Cinq sont dors et déjà en cours de préparation. De plus, l’analyse des données de Néodyme et de terre rares n’a pas encore débuté et celles des données biogéochimiques et de CO2 sont en cours et devraient conduire à d’autres publications. Tableau récapitulatif
Fournir pour chacune des rubriques en classant année par année : Rubriques 1 à 7 incluses : liste des publications et colloques avec les noms d’auteurs suivant la présentation en vigueur pour les revues scientifiques. Rubriques 8 à 13 : Liste des références des rapports, des applications, des brevets, atlas ou documents vidéo Rubriques 14 et 15 : Nom et Prénom des étudiants, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER 2 ou de la thèse, Date de soutenance Rubriques 17 à 19 incluses : données transmises à des banques de données ou à des équipes auxquelles. Rubrique 20 : Si la publication des résultats n’est pas terminée, pouvez-vous donner un échéancier ? RéférencesR1 - Références des publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées dans JCR (vérifier dans la base « Journal Citation Reports » via « ISI Web of Knowledge » si les revues sont bien référencées) et résumés des principales publications. (Les classer par année). R2 – Références des publications parues dans d’autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant référence dans la discipline. (Les classer par année). R3 – Références des publications électroniques sur le réseau Internet. (Les classer par année). R4 – Références des rapports techniques. (Les classer par année). R5 – Références des articles parus dans des revues ou des journaux « grand public ». (Les classer par année). R6 – Références des communications dans des colloques internationaux. (Les classer par année). R7 – Références des communications dans des colloques nationaux. (Les classer par année). R8 – Références des nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites, lieux où sont déposés les holotypes. (Les classer par année). R9 – Références des rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …). (Les classer par année). R10 – Liste des applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …). (Les classer par année). R11 – Références des brevets. (Les classer par année). R12 – Références des atlas (cartes, photos). (Les classer par année). . R13 – Liste des documents vidéo-films. (Les classer par année). R14 – DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l’étudiant, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER ou de la thèse, Date de soutenance) R15 – Thèses ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l‘étudiant, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER ou de la thèse, Date de soutenance) Une thèse devrait commencer au LEGOS qui utilisera les données. R16 – Traitements des échantillons et des données en cours (types et échéances) R1, R18 et R19 – Liste des données et échantillons transmis (Préciser les destinataires, SISMER, autres banques, équipes scientifique …) R20 – Liste des résultats restant à publier - échéance Papier en cours de préparation et prévu pour la fin 2012 : 1) The INDOMIX field experiment, Koch-Larrouy, A., A. Atmadipoera, G. Madec, R. Molcard, M. Fieux, P. Bouruet-Aubertot, I. Jaya, Y. Cuyppers, P. Van Beek, F. Lacan, M. Purba, C. Cassou, L. Eymard, M. Lengaigne, S. Jullien, E. Vincent, Suteja, M. in preparation for BAMS 2) Water mass transformation in Halmahera Sea and estimate of mixing using Thorpe scale : Koch-Larrouy, A., J. Aucan, Yulianto Suteja, Mulia Purba, A. Atmadipoera, I. Jaya, in preparation 3) Turbulent mixing and its relationship with internal tides in the Indonesian Throughflow as inferred from the INDOMIX cruise, P. Bouruet‐Aubertot, Y. Cuypers, B. Ferron, D. Dausse, O. Ménage, A.Atmadipoera, I. Jaya, in preparation 4) Indian Water in Savu Sea, and its impact to Ombai ITF (from INDOMIX 2010 data & model results) : Atmadipoera, A., A. Koch-Larrouy, G. Madec, I. Jaya, R. Molcard, J. Sprintall, in préparation 5) Investigation of the vertical mixing using geochemical tracers, Van Beek P., M. Souhaut, A. Koch-Larrouy, in préparation Publication à venir en 2013-2014: 6) Neodyme and trace éléments distribution in the Indonesian Archipelago, Lacan F., C. Jeandel et al. 7) Plancton distribution in the Indonesian Archipelago, Lacan F., C. Jeandel et al. Ainsi que certaines non encore identifiées pour nos partenaires Indonésiens. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
