la marée du plateau amazonien

Salut

Dans le cadre du programme Amandes, l'équipe de modélisation du LEGOS a développé une modélisation originale de la marée du plateau amazonien. Ce modèle va permettre de réaliser un atlas performant des marées de la région et de représenter les phénomènes dynamiques de transport, dans lesquels seront injectés à terme les flux de matière et d'éléments chimiques. Ces résultats seront publiés prochainement dans la revue Ocean Modelling.

À la frontière entre les continents et les océans, les marges continentales sont le lieu de la grande majorité des apports de matière (dissoute et solide, organique et inorganique) d'origine continentale vers l'océan. Elles sont aussi directement en contact avec les masses d'eaux océaniques, avec lesquelles elles échangent de la matière et des éléments.

Le projet Amandes (Amazone-Andes), auquel participent des équipes de recherche du LEGOS, du LMTG et du CEREGE, a pour objectif d'étudier le transport de matière et d'éléments chimiques depuis les montagnes andines jusque dans l'océan Atlantique au travers du système Amazone. Une telle étude nécessite un important effort de modélisation, c'est-à-dire de représentation numérique des différents processus dont cette région est le siège, notamment au niveau de l'estuaire de l'Amazone, qu'il s'agisse des processus dynamiques de déplacement des masses d'eau ou des processus physicochimiques affectant la matière. L'une des difficultés est qu'un tel modèle devra couvrir toute la zone soumise à l'impact de ce transport, soit plusieurs centaines de kilomètres, et être capable de prendre en compte des changements d'échelles géographiques importants, de l'océan au fond des mangroves.
Dans cette zone particulière, les mécanismes dynamiques principaux qui ont un impact sur le transport sont la marée et le débit du fleuve.

L'équipe de modélisation du LEGOS s'est penchée sur la partie dynamique de ce problème en cherchant dans un premier temps à développer un nouveau modèle océanique de la marée. Cette zone présente en effet de très faibles profondeurs loin des côtes et sur de grandes étendues : l'isobathe 20 m est ainsi par endroit distante de 100 km des côtes. Or, la marée étant de forte amplitude dans cette région, elle est très sensible à cette faible bathymétrie et au frottement de fond.

Pour réaliser leur modèle, les chercheurs se sont basés sur le modèle à grilles non-structurées T-UGOm (Toulouse unstructered grid ocean model), l'une des caractéristiques des grilles non-structurées étant qu'elles peuvent s'adapter à diverses échelles, une même grille pouvant avoir une maille lâche dans certaines zones et au contraire beaucoup plus fine dans d'autres, propriété particulièrement utile dans le cas de l'estuaire de l'Amazone.
Puis ils ont effectué une modélisation en utilisant la bathymétrie digitale globale Gebco (General bathymetric chart of the oceans) et obtenu ainsi un écart type de 53,9 cm entre les mesures (observations satellites et relevés in situ des stations marégraphiques) et la modélisation, dans le cas de l'onde de marée M2 : d'origine lunaire, celle-ci représente la principale contribution à la marée dans cette zone. À l'aide de cartes marines plus précises et de nouvelles données collectées pendant les campagnes de mesure du projet Amandes, ils ont ensuite pu affiner la bathymétrie Gebco et abaisser l'écart type à 29,5 cm.
Ils ont enfin étudié les profils des vitesses et la couche turbulente (couche d'eau au contact du fond de l'océan où se produisent des phénomènes de turbulence) afin de développer une nouvelle paramétrisation du frottement de fond, ce qui leur a permis de diminuer encore l'écart type à 27,5 cm.

La comparaison entre ces résultats et ceux déjà publiés indique une amélioration sensible de la modélisation de la marée dans cette zone. La prochaine étape consistera à modéliser la dynamique des eaux de l'Amazone et son panache dans l'estuaire, un travail qui ouvrira alors la voie à une modélisation plus précise du transport de matière par le fleuve Amazone.

source http://www.insu.cnrs.fr/a3329,modele-plus-performant-maree-plateau-amazonien.html