Influence des vagues de surface sur le bilan énergétique de l'océan

1. Résumé du projet

Le vent soufflant à la surface de la Terre représente la source principale d’énergie mettant en mouvement la circulation générale de l’océan. Le vent génère également un important champ de vagues en surface. Les modèles modernes de circulation océanique n’incluent généralement pas de représentation explicite du champ de vagues en surface. Or, les vagues rendent la surface de l’océan plus rugueuse, et cette rugosité permet un couplage par friction plus efficace entre l’atmosphère et l’océan. Ce couplage est donc mal représenté dans les modèles de circulation générale des océans. Dans ce projet de recherche, on propose un traitement explicite de l’interaction entre les courants et les vagues. Nous prévoyons que les jets et tourbillons océaniques produiront des structures spatiales similaires dans le champ de houle. À leur tour, ces structures modifieront l’apport d’énergie éolienne à la circulation océanique et aux champs de tourbillons. Nous prévoyons que ces modifications pourraient entraîner des changements importants dans l’estimation du flux atmosphérique net d’énergie mécanique dans la circulation océanique (fraction de la circulation qui n’est pas liée aux vagues de surface).

L’objectif principal de ce projet est d’estimer l’effet d’une représentation explicite des vagues de surface sur le forçage net exercé par le vent sur l’océan.  Pour ce faire, nous allons coupler un modèle de vagues de surface à une version à haute résolution d’un modèle de circulation générale océanique. Cette utilisation d’une représentation explicite du champ de vagues de surface dans un contexte de modélisation océanique à haute résolution constitue un nouveau créneau en océanographie physique. Outre l’énergétique océanique, la recherche proposée sera également généralisée à d’autres impacts de la représentation explicite des ondes de surface, tels que le mélange dans les couches supérieures de l’océan et les flux verticaux de traceurs océaniques. L’équipe rassemble des expertises complémentaires et essentielles au projet dans les divers thèmes de l’océanographie physique tels que la modélisation numérique, l’énergétique océanique, les phénomènes de surface et la dynamique du climat. Ce projet repose sur une collaboration précédente fructueuse entre les membres de l’équipe et il est donc très probable qu’il promeuve l’avancement des connaissances en océanographie. De plus, ce projet d’équipe représente une occasion unique de renforcer les liens entre les deux plus grands départements d’océanographie au Québec. Enfin, il permettra d’élargir les horizons des étudiants des deux institutions et de nous positionner pour mieux concurrencer aux subventions de réseau parrainées par le gouvernement fédéral lorsque les occasions se présentent.