Modélisation de la sousmésoechelle océanique pour une meilleure compréhension du climat – SMOC

L'activité turbulente de sous-mésoéchelle a récemment attiré l'attention d'une partie de la communauté océanographique. Dans l'océan de proche surface, elle est essentiellement constituée d'une myriade de fronts qui se concentrent au voisinage des tourbillons de mésoéchelle et dans les régions soumises à d'intenses flux air-mer.
Le rôle de turbulence de sous-mésoéchelle (dont les échelles de longueur sont inférieures au rayon de déformation interne, c'est-à-dire typiquement 30 km aux moyennes latitudes) dans le fonctionnement de l'océan est encore relativement mal connu mais un certain nombre d'éléments suggère qu'elle constitue un lien important entre la dynamique lente (balancée) et la turbulence non balancée en route vers la dissipation à petite échelle. Ce lien nécessite d'être mieux compris, notamment du point de vue de ses implications pour la paramétrisation des processus de méso et sous-mésoéchelle (MSS) dans les modèles climatiques et océaniques de grande emprise. Tout particulierement, la capacité de la turbulence MSS à générer du mélange diapycnal est particulièrement prometteuse.

L'objectif de ce projet est de définir et d'organiser la transition de la recherche menée au sein du Laboratoire de Physique des Océans sur la sous-mésoéchelle depuis 2005: d'une approche orientée sur la compréhension des processus (nécessaire jusqu'alors étant donné l'état des connaissances vers une approche tournée vers la connaissance du climat. Le coordinateur de la proposition a été impliqué tout au long de la première phase et prend la direction de cette transition. L'objectif de la transition est, en quantifiant les effets à plus grande échelle ("upscaling") des processus MSS de s'engager dans la construction de paramétrisations représentant ces effets à destination des modèles de climat.

La proposition de transition repose sur : i) la modification de la configuration standard amplement utilisée depuis 2005 (courant Antarctic circumpolaire fortement idéalisé; 15 publication + 3 soumises avec cette configuration) pour inclure d'importants éléments de réalisme (une topographie de fond et une meilleure procédure de forçage) au profit d'une configuration représentant convenablement l'océan austral ii) la comparaison de nos solutions de référence utilisant le modèle numérique ROMS avec celles calculées avec l'OGCM NEMO qui deviendra notre standard pour les solutions de résolution ~ 10 km et en deçà (eddy permitting en particulier) iii) un accent mis sur les diagnostiques de quantités directement pertinentes pour la communauté climatique telles que l'intensité du mélange diapycnal (ou des témoins - proxies - pour cette quantité) liée à la turbulence MSS. Ceci impliquera des temps d'intégration "longs" (de l'ordre de la dizaine d'année) qui sont cohérents avec l'amélioration des ressources informatiques disponibles. iv) l'utilisation de cette recherche orientée sur les processus physiques pour construire et évaluer des paramétrisations adaptées aux modèles de climat.

Au delà de ces aspects spécifiques du plan de recherche, le projet est conçu pour optimiser les chances d'accomplir des progrès significatifs dans le domaine de la modélisation océanique pour des applications aux problématiques auxquelles sont confrontées nos sociétés. Cette préoccupation est reflétée dans la composition du groupe de recherche (3 experts en MSS avec une expérience en modélisation régionale ou grande échelle épaulés par un chercheur en prise directe avec la communauté climat et une expérience remarquable en paramétrisation de processus sous-maille). Par ailleurs, le budget demandé est principalement destiné au recrutement d'un postdoc dont la recherche (sur les aspects iii- et iv en priorité) sera située à l'interface entre turbulence sous-mésoéchelle et circulation grande échelle.