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Mélange et fronts océaniques dans les couches supérieures du golfe d’Amundsen et de l’Arctique canadien.

Sévigny, Caroline (2013). Mélange et fronts océaniques dans les couches supérieures du golfe d’Amundsen et de l’Arctique canadien. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 276 p.

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Résumé

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Cette thèse cherche avant tout à préciser le rôle du mélange dans la couche de surface du Haut-Arctique et de la baie de Baffin en exploitant deux points : la variabilité spatiale et l'influence des mécanismes de mélange alternatifs. Dans un premier temps, la dynamique locale de grandes échelles est considérée pour son rôle sur le mélange. Une étude ciblée a donc été réalisée dans les eaux de l'Arctique de l'Ouest (plateau du Mackenzie et golfe d'Amundsen), à l'aide de données récoltées au printemps 2004. Cette zone, qui accueille des remontées d'eau épisodiques, est particulièrement sensible à la formation de fronts. C'est d'ailleurs dans cette conjoncture que s'est déroulée la campagne Canadian Arctic Shelf Exchange Study, alors qu'une remontée d'eau a considérablement modifié les conditions océanographiques dans le golfe d'Amundsen et le sud-est de la mer de Beaufort. Cette dynamique s'est avérée très influente pour le mélange observé localement durant le mois de juin 2004. La microstructure thermique échantillonnée près des lignes de front rend compte d'une turbulence particulièrement active. L'aire de remontée située à la pointe du cap Bathurst affiche en outre un taux de dissipation de O(10-7; m2 s-3, lequel est largement supérieur aux valeurs estimées dans le reste du domaine (plutôt de O(10-9) m2 s-3). Lors de l'échantillonnage, tant le réchauffement saisonnier que la fonte des glaces restreignaient le développement d'un mélange mécanique dans les premiers mètres de la colonne d'eau. L'activité turbulente s'est d'ailleurs avérée faible en surface, voire quasi absente à l'extérieur du rayon d'influence du front. Le mélange différentiel y est omniprésent, ce qui démontre le peu de sources d'énergie alors disponibles. La dynamique de grandes échelles est donc primordiale pour le maintien d'une diffusivité turbulente et le transfert de la quantité de mouvement. Dans un deuxième temps, l'impact des mécanismes de mélange non mécaniques sur la détermination des flux turbulents a été évalué. Les méthodes conventionnellement utilisées pour estimer ces flux présupposent que le mélange est généré par une turbulence idéale, à haut nombre de Reynolds. Les conditions d'échantillonnage en Arctique sont loin d'être représentatives de ce type d'écoulement, le milieu étant faiblement énergétique et, par là même, soumis à une turbulence de faible intensité et intermittente. Les flux estimés par les méthodes de Dillon-Park et Osborn-Cox sont donc biaisés lorsque appliqués dans ce contexte. Ces biais dépendent de la nature des mécanismes qui engendrent une diffusion et peuvent, à ce titre, être employés pour départager la turbulence d'un mélange non mécanique, promu par le transport différentiel de la chaleur (c.-à-d. une double-diffusion ou un mélange différentiel). Cette nouvelle méthode d'identification, qui s'applique aux données de profilage de la microstructure océanique, a été utilisée pour déterminer le mélange actif dans les différentes régions de l'Arctique canadien. Il a ainsi été possible de préciser f intervalle de la diffusivité diapycnale plausible, Kρ = J’bN-2, pour chacune des stations visitées entre 2004-2007.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Gratton, Yves
Co-directeurs de mémoire/thèse: Galbraith, Peter
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: dynamique régional; impact; mélange; turbulence; formation de fronts; couche supérieure; microstructure thermique; mer de Beaufort; golfe d’Amundsen; arctique
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 11 avr. 2014 21:23
Dernière modification: 17 mars 2016 18:03
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2104

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