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Comment le vent, ENSO et la variabilité océanique interne pilotent-ils la variabilité interannuelle de l’upwelling du Sud Vietnam ?

20/09/2019

L’upwelling du Sud Vietnam joue un rôle majeur dans la dynamique océanique et les ressources halieutiques en mer de Chine du Sud. Des chercheurs d’une équipe franco-vietnamienne 1 ont étudié les contributions respectives de différents facteurs à la variabilité interannuelle de cet upwelling. Grâce à une série de simulations numériques, ils ont confirmé le rôle majeur du vent de mousson d’été, ainsi que l’influence d’ENSO. Ils ont également révélé et quantifié la contribution de la variabilité océanique interne qui module significativement cet impact atmosphérique, via l’effet fortement chaotique des tourbillons de méso-échelle.

Le phénomène d’upwelling se produit dans de nombreuses régions côtières de l’océan mondial. Les vents qui soufflent le long de la côte induisent la remontée d’eaux profondes, froides et riches en nutriments, ce qui entraîne une productivité biologique forte, essentielle à l’activité halieutique dans ces régions. Un upwelling estival se développe en particulier en mer de Chine du Sud : l’upwelling du Sud Vietnam, qui serait dû en partie à l’intensité des vents du sud-ouest liés à la mousson d’été de l’Asie du Sud-Est. Cette intensité est elle-même partiellement influencée par l’oscillation ENSO : un fort El Niño provoquera un affaiblissement de la mousson d’été et donc, potentiellement, un affaiblissement de l’upwelling.
Jusqu’à présent, seules quelques campagnes d’observation ponctuelles, ou des séries de simulations numériques ou d’observations satellites courtes ou de faible résolution, avaient permis d’établir ces hypothèses.

Au sein du LMI LOTUS, une équipe de chercheurs du LEGOS, de l’USTH et de la VNU-HUS et du NCHMF ont travaillé à quantifier et comprendre les contributions respectives du forçage atmosphérique, des conditions océaniques de grande échelle, du débit des rivières et de la variabilité océanique interne, c’est-à-dire la nature chaotique de l’océan, à la variabilité interannuelle de l’upwelling du Sud Vietnam. Ils ont réalisé un groupe de simulations pluriannuelles (15 ans) avec le modèle océanique régional ROMS à une résolution horizontale de 1/12°.

Ces simulations ont d’abord montré que l’upwelling (qui ne se développe pas certaines années) a une forte variabilité interannuelle, avec une intensité qui peut varier d’un facteur 10 lorsqu’il se développe d’une année à l’autre.
Elles ont confirmé que les intensités du vent estival et de son rotationnel pilotent largement cette variabilité via le pompage d’Ekman (la capacité du rotationnel du vent à faire « monter » ou « descendre » les masses d’eau selon qu’il est positif ou négatif) et qu’ENSO, par son influence sur ce vent, influence l’upwelling.
Elles ont également montré que les conditions océaniques aux limites et le débit des rivières peuvent moduler aléatoirement cette variabilité, mais que leur contribution est d’un ordre de grandeur inférieur.
Enfin, elles ont révélé que la variabilité océanique interne joue un rôle majeur dans la variabilité interannuelle de l’upwelling. Cette contribution s’explique par l’activité de tourbillons de méso-échelle, dont le développement et la propagation sont très chaotiques. Ces tourbillons, selon leur position, leur vorticité et leur force, peuvent renforcer (s’ils sont cycloniques) ou à l’opposé annihiler (s’ils sont anticycloniques) l’effet du pompage d’Ekman. Ainsi, une année avec un très fort vent estival pourra produire un très faible upwelling si un tourbillon cyclonique peu intense ou un tourbillon anticyclonique se propage dans la zone d’upwelling. Au contraire, la présence d’un tourbillon cyclonique intense centré dans la zone de rotationnel de vent positif induira un très fort upwelling, même dans une année de vent moyen.

Rotationnel du vent estival (a), intensité de l’upwelling (b) et élévation de la surface (c), sachant qu’une élévation négative correspond à une circulation cyclonique) lors des étés 2000 et 2002 dans la simulation de référence. Les flèches correspondent au courant de surface estival moyen. Ces deux années illustrent l’impact de la circulation de méso-échelle : en 2000, le vent et son rotationnel sont plus faibles qu’en 2002 (a), mais la présence d’un tourbillon cyclonique intense et bien centré dans la zone de rotationnel positif en 2000 (c) conduit à un upwelling plus fort (b).

Ces résultats ont révélé la part chaotique, non prédictible, de l’upwelling, et donc la pertinence des simulations d’ensemble à haute résolution pour l’étude de ce phénomène.

Source

Contributions of wind, ocean intrinsic variability and ENSO to the interannual variability of the South Vietnam Upwelling: a modeling study, Nguyen Dac Da, Marine Herrmann, Rosemary Morrow, Fernando Niño, Nguyen Minh Huan, Nguyen Quoc Trinh. Journal of Geophysical Research, Oceans. doi: 10.1029/2018JC014647

Notes

  1. Les laboratoires et institutions impliqués sont les suivants : Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, UPS / CNRS / CNES / IRD), VNU university of science (Vietnam), University of science and technology of Hanoi (USTH, Vietnam) et National centre for hydro-meteorological forecasting (NCHMF, Vietnam).

Contact

Marine Herrmann, LEGOS/OMP,  marine.herrmannSPAMFILTER@ird.fr

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