Charly de Marez

titre: dynamique et impact acoustique des structures de meso et sous meso échelle en mer d'Arabie 
encadrants: Xavier Carton et Thomas Meunier
financement: 100% DGA  (début octobre 2018)

En mer d'Arabie, la circulation de surface est dominée par les vents de mousson avec une renverse des courants au sud
de l'Arabie (vers l'Afrique en décembre-janvier, vers l'Asie en été). Le transport d'Ekman crée des upwellings, associés à
des courants côtiers, au large de la Somalie et au sud du Sultanat d'Oman en été. Ces courants régionaux et côtiers
sont instables et forment des tourbillons de moyenne échelle (rayons de 50 à 100 km) renforcés eux-mêmes par le vent
(Flagg et Kim, 1998 ; Vic et al., 2014).
De plus, un système d'ondes de Kelvin côtières et équatoriales, circulant de l'Afrique vers l’Indonésie et retournant vers
l'Inde, ainsi que des anomalies de pression et de densité le long de la cote ouest indienne, y génèrent des ondes de
Rossby. Ces ondes de Rossby se propagent de cette cote indienne vers les golfes d'Oman et d'Aden et y forment aussi
des tourbillons (Fratantoni et al., 2006; Al Saafani et al., 2007; L'Hegaret et al., 2015).
Si cette dynamique de moyenne échelle avait été abordée sur quelques aspects (saisonniers en particulier), via des
campagnes de mesures ciblées (JGOFS/NSF et SHOM), et grâce à l’altimétrie satellite (vision 2D de surface), des
progrès substantiels sont maintenant possibles sur 2 questions importantes, en raison de l’amélioration des analyses de
mesures et de la modélisation numérique :

- la quantification 3D et synoptique de ces tourbillons de méso échelle : quelles sont les répartition et évolution spatiotemporelles
des tourbillons de moyenne échelle sur le long terme en mer d'Arabie ? Peut on en caractériser la structure
tridimensionnelle de façon générique ? Peut on en identifier les sources, et mécanismes de formation, propagation,
évolution, et disparition, selon les saisons ?
En effet, ces tourbillons n'ont été étudiés jusqu’à présent que de façon plutôt locale ou en moyenne globale (récurrence
saisonnière du dipôle de Ras al Hamra, étude du Great Whirl, densité d’énergie cinétique tourbillonnaire) ; pour la
première fois, il devient possible d'identifier la majorité de ces tourbillons, et de les caractériser individuellement.

- la quantification de l'origine, la structure et les interactions de tourbillons de sous méso échelle (rayons de 10 à 20
km) : en effet, les upwellings génèrent de longs filaments de surface, qui évoluent à terme en petits tourbillons ; le long
des cotes, au centre ou au bord des tourbillons de moyenne échelle, des interactions dynamiques ou des instabilités
agéostrophiques forment des structures de plus petite échelle. Quels en sont les mécanismes d’évolution, et les
interactions avec les tourbillons de méso échelle, mais aussi avec les petits tourbillons profonds (contenant la PGW et la
RSW) ?
Jusqu'à présent, les modèles manquaient généralement de résolution pour bien représenter ces petits tourbillons et
étudier leur dynamique. Avec les zooms régionaux, la résolution kilométrique des modèles permet cette étude.
Finalement, quel est l'impact acoustique de ces tourbillons de surface, de méso ou de sous méso échelle ?
Les applications de ces travaux sont à la fois la connaissance scientifique de cette région et de ces structures, mais
aussi la validation d'un modèle opérationnel et la caractérisation acoustique de leur impact.