1. Mélange dans les mers Indonésiennes

Les différents estimés des Kz sont illustrés sur les figures 1. Les différentes méthodes donnent des estimés dans les mêmes ordres de grandeur entre 10^-4 et 10^-1 m²/s,  avec des épisodes de mélange très intenses qui dépendent des stations et du type de mesures, sauf pour la mer de Banda où les valeurs sont plus proches des valeurs obtenues dans les océans ouverts loin des sources de génération (10^-6 m²/s). Les analyses de Radium et d'actinium, permettent de caractériser des mélanges forts entre [10^-4, 10^-3 m²/s] pour Ra²²⁸ and jusqu'à 10-2 pour Ra²²³. L'ensemble de ces méthodes indépendantes nous confirme un résultat suggéré par les modèles et les mesures hydrographiques que les mélanges sont plus forts au dessus des seuils que dans les mers ouvertes. Au dessus des seuils les mélanges sont très intenses. Dans les mers intérieures, qui ne sont pas le siège des générations des ondes internes ces résultats nous indiquent que les ondes peuvent se propager et rester piégées en surface pour produire un mélange en S2 par exemple. Le mélange en surface est très intense pour toutes les stations, avec des valeurs entre [10^-4, 10^-3 m²/s]. Sauf pour Banda, il a lieu à la base de la couche de mélange et pourraient donc moduler les flux air mer à l'interface. L'impact potentiel d'une rétroaction du mélange dans les mers Indonésiennes, via une modification des températures de surfaces est donc possible.

Ces mesures multidisciplinaires offrent un jeu de données unique et indépendant qui permet de vérifier la présence d'un mélange très intense dans la thermocline et à la base de la couche de mélange, suggérant que le mélange dû à la marée interne peuvent jouer un rôle critique dans le climat.

Figure 1 : Carte de la campagne INDOMIX 2010. Les 5 stations de 24h (cercle de couleur) permettent de quantifier le mélange dû aux ondes internes de marée : Mesures 1) directes de la dissipation (VMP, ligne fine), 2) indirectes (température et de salinité obtenues par la CTD, ligne épaisse, auxquelles on applique une méthode de Thorpe), et 3) de Radium 223 et de Radium 228 (lignes pointillées). Le code de couleur représente chacune des stations.

2. Paramétrisation de l'énergie de dissipation et du mélange turbulent dans les mers Indonésiennes pendant INDOMIX.

Les données de microstructure donnent des taux de dissipations de l'ordre de ~ [10^-7; 10^-5 ]W.kg^-1 et des coefficient de mélange de l'ordre de  ~ [10^-4; 10^-3 ]m² .s^-1. Ce sont des valeurs bien supérieures aux valeurs trouvées dans les océans ouverts, signes d'une activité turbulente très énergétique. Grâce à ces données, nous proposons ici une amélioration des paramétrisations qui relient les mesures de cisaillement de courant au mélange obtenues classiquement, que nous validerons avec les données directe de microstructure. Nous partons de la formulation de McKinnon and Gregg que nous modifions dans cette région pour coller aux valeurs directes du VMP. Pour les régimes turbulents modérés, tels que dans la thermocline ou loin des régions de génération, la formulation classique reste valable. Par contre, dans des régimes très énergétiques, comme par exemple au dessus de seuils ou de sites de génération, les taux de dissipation se relient au cube de la vitesse totale. La dépendance de ces taux de dissipation en fonction de l'énergie, E, a été étudiée. Nous trouvons qu'il est proportionnel à EN^0.7 ou pour les régimes modérés, et forts alors que pour les régimes plus énergétiques il ne dépend plus de l'énergie.

Figure 2 : Taux de dissipation de l'énergie cinétique turbulente dans une couche qui vérifie E > 1000, en fonction du cube de la vitesse barotrope ; pour les stations 1, 2, 3 and 5. Les couleurs correspondent aux stations: bleu station 1, rouge station 2, vert station 3 and cyan station 5. La standard deviation est aussi calculée.

3. Transformation des masses d'eau

Une question importante que l'on souhaitait poser avec INDOMIX était la pénétration des eaux subtropicale issues du pacifique sud ouest (SPSW) dans l'archipel. Ces eaux ont un maximum de sel dans la thermocline qu'on ne retrouvait pas dans la mer de Banda (entre croix vertes et oranges sur la carte de situations figure3). Les données CTD et XCTD de la campagne INDOMIX permettent aujourd'hui de suivre cette masse d'eau (figure 3). La SPSW avant d'entrer dans la mer d'Halmahera est très salée (noir) avec un maximum à 35.2psu. Dès le passage du premier détroit (S1, violet) ce maximum est érodé et passe à 35 psu. La station S2 (bleu marina) révèle la présence dune forte signature d'interleaving avec la présence sous la thermocline d'eau venant du sud (S3) et du nord (S1). Dans S3 le maximum de sel dans la thermocline est proche de celui de S2 suggérant que le mélange dans cette couche a eu lieu avant. Par contre sous la thermocline, les eaux perdent 0.1 psu, ce qui est la signature d'un très fort mélange vertical. La première XCTD après S3 montre un maximum de sel légèrement érodé, mais surtout l'intrusion d'eau moins salée sous la thermocline. Sur l'XCTD suivante, dans la mer de Ceram (cyan) nous ne voyons déjà plus du tout de signature du maximum de sel et la salinité est homogène sur presque toute la colonne d'eau. Finalement dans la mer de Banda (vert) il n'y a plus de signature de ces eaux SPSW en surface et la salinité a diminué d'encore 0.2psu. Dans le détroit d'Ombai (rouge) on note aussi une très forte variabilité des températures et salinité sur 24 h, suggérant une marée très forte qui permet d'échanger et de mettre en contact des masses d'eau très différentes de part et d'autre des détroits.

Figure 3 : Diagramme température salinité des données CTD (losanges) et XCTD (croix) d'INDOMIX tout au long du trajet.