Ventilation de l’océan et cycle de l’eau

La compréhension des mécanismes de ventilation de l’océan et de la variabilité des masses d’eau est essentielle car l’océan est le principal intégrateur de chaleur, d’eau douce, de nombreux traceurs biogéochimiques (carbone, oxygène, etc.) échangés avec l’atmosphère, les surfaces continentales et la cryosphère. Cela nécessite tout d’abord de mieux comprendre l'hétérogénéité temporelle et spatiale de la couche mélangée qui sera étudiée dans le cadre du projet européen MEDLEY (JPI Ocean - Climate) à l’aide de simulations numériques à très haute résolution et une analyse dédiée des observations satellites et in situ disponibles. La ventilation de l’océan regroupe également les processus de formation de masse d’eau à la surface, leur subduction vers l’océan intérieur, la circulation et le mélange des propriétés des masses d’eau dans l’océan. Au sein de l’équipe O&C, on s'attache à mieux quantifier et comprendre chacun de ces processus et leur variabilité.

Les observations et les projections climatiques suggèrent une désoxygénation en cours dans l'océan qui va s’intensifier dans le futur, attribuée notamment au réchauffement de l’océan opérant via la perte de solubilité et par la respiration et la ventilation océanique. Cependant de grandes incertitudes demeurent sur la distribution et la variabilité régionale de l’oxygène, ainsi que la contribution de la consommation biologique. Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes de ventilation physique de l’océan et la quantification de l’état moyen et de la variabilité des masses d’eau (T, S, O2) est essentielle. La systématisation des mesures in situ (Argo, deep Argo), et notamment d’O2 (grâce à Argo BGC), l’utilisation conjointe des réanalyses (ISAS-O2) et modèles numériques physique-biogéochimique (e.g., NEMO+PISCES) permet de mieux quantifier les processus de variabilité d’oxygène dans l’océan.

La salinité de l’océan est un traceur océanique global du cycle de l’eau. L’analyse des données de salinité historiques et les projections climatiques suggèrent une intensification de cycle de l’eau due au réchauffement global. De plus, les avancées récentes de l’observation satellitaire de la salinité de surface (SSS) ont permis d’affiner l’observation des structures associées aux flux d’eau douce (panaches des fleuves, fonte/formation des glaces, précipitations). Grâce à ces outils, on s’attache à déterminer, globalement et régionalement (et notamment aux hautes latitudes), l’impact de ces flux d’eau douce sur la circulation, la stratification et la dispersion de traceurs biogéochimiques dans les zones marginales de glace et côtières habituellement peu observées. La synergie entre les mesures satellitaires de SSS (SMOS, SMAP), les mesures in situ disponibles et les simulations numériques dédiées à haute résolution est un atout déterminant pour une meilleure description et quantification des processus associées au cycle de l’eau.