CIRENE

Type	Série de campagnes océanographiques
Dates	13/09/2004 - 19/08/2008
Chef(s) de mission	VIALARD Jérôme , VARILLON David
Chef de projet	VIALARD Jérôme
DOI	10.18142/256
Objectif	La campagne Cirene a eu lieu à bord du Suroît en Janvier et Février 2007. Cette campagne océanographique faisait partie du projet Vasco-Cirene (PIs : J-P Duvel et J. Vialard) dont l'objectif était d'étudier la réponse de l'océan dans la région TRIO aux cyclones, à l'oscillation de Madden-Julian, et à la variabilité interannuelle associée au dipôle de l'océan Indien. Cette campagne a permis de contribuer à des réseaux d'observation pérennes de l'océan Indien, notamment en déployant des profileurs autonomes dans le cadre du programme Argo (Vialard et al., Coriolis Newsletter 2012) et en déployant un mouillage à 8°S, 67°E dans le cadre du programme RAMA (McPhaden et al. 2009). Cette campagne a également été l'occasion de développement instrumentaux, avec la mise au point du profileur Autonome ASIP, visant a effectuer des mesures de très fine échelle dans l'ensemble de la couche mélangée, jusqu'à quelques millimètres de la surface de l'océan (Ward et al. soumis, Callaghan et al. soumis).

Contexte scientifique et programmatique des campagnes

Résultats majeurs

1. Signature du dipôle de l'océan Indien dans la région TRIO

Un fort dipôle de l'océan Indien a eu lieu en Automne 2006, et nous avons pu en observer en détail les conséquences sur la région TRIO au début 2007. On trouvait en particulier dans cette région une thermocline anormalement profonde par rapport à la normale, des eaux de surface anormalement chaudes et peu salées, et des anomalies de courant vers l'ouest jusque vers 800 m de profondeur (Vialard et al. 2009). Ces anomalies était également associées à un contenu inhabituellement faible en nutritifs et phytoplankton dans l'océan superficiel (Wiggert et al. 2009, McCreary et al. 2009) et une forte contraction vers l'ouest des zones de pêche de thons (Vialard et al. 2009). Les données collectées par le mouillage RAMA ont permis de quantifier précisément les mécanismes de la variabilité saisonnière de la température de surface dans la région TRIO (Foltz et al. 2008) et la modélisation numérique a permis d'étudier en détail les mécanismes de la variabilité interanuelle de la température de surface dans cette région (Praveen Kumar et al. 2013), démontrant un rôle important du transport de chaleur par les courants méridiens.

2. Détermination des processus responsables de la signature de l'oscillation de Madden-Julian en température de surface

Plusieurs études débattaient des rôles respectifs des flux de chaleur air-mer et du mélange vertical dans la réponse en température de surface à l'oscillation de Madden Julian dans la région TRIO (e.g. Duvel et al. 2004, Duvel et Vialard 2007). Les observations collectées par le mouillage RAMA ont permis d'observer de forts refroidissements liés à deux phases actives successives de l'oscillation de Madden-Julian fin 2007, et de montrer la dominance de l'effet des flux air-mer pour ces cas-là (Vialard et al. 2008). La modélisation numérique a ensuite permis une étude sur une période plus longue, expliquant les désaccords entre les études de cas précédentes : si l'effet des flux air-mer domine en moyenne, l'effet du mélange vertical est assez variable, et peut certaines années contribuer autant que les flux (Jayakumar et al. 2011). Nous avons en outre démontré que l'oscillation de Madden Julian induit également un signal biologique se traduisant par une augmentation du phytoplancton dans les couches de surface à la suite des phases actives (Resplandy et al. 2009).

3. Observation de la réponse océanique à un cyclone.

Le cyclone Dora s'est développé fin janvier 2007 et est passé exactement au niveau du site observé lors de Cirene (il n'était alors encore qu'une dépression tropicale). Ceci a permis d'observer en détail la réponse océanique fine à ce cyclone, et de démontrer que les paquets d'ondes internes de gravité générés par le passage de ce cyclone contribuaient à une forte augmentation du mélange vertical dans la thermocline (Cuypers et al. 2013). Une étude en cours documente également l'effet des anomalies de contenus thermiques liés au dipôle de l'océan Indien sur la réponse océanique au cyclone. Le fait que la thermocline soit anormalement profonde a diminué le refroidissement de la surface par mélange vertical, aboutissant à un « sillage froid » du cyclone moindre que les autres années. L'éventuelle rétroaction de cette modulation du sillage froid sur le cyclone reste à explorer.

Au bilan

La campagne Cirene a permis de clarifier les mécanismes de la variabilité de la température de surface dans la région TRIO à de multiples échelles temporelles (diurne, réponse à un cyclone, réponse à l'oscillation de Madden-Julian, cycle saisonnier, variabilité interannuelle). Il reste maintenant à étudier plus avant l'influence de cette réponse en SST sur la variabilité de l'atmosphère à ces échelles de temps. Ces questions sont difficiles à aborder seulement à partir d'observations, mais seront abordés au cours des années qui viennent via la modélisation.

Bibliographie

Publications

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Izumo Takeshi, Vialard Jerome, Lengaigne Matthieu, de Boyer Montegut Clement , Behera Swadhin K., Luo Jing-Jia, Cravatte Sophie, Masson Sebastien, Yamagata Toshio (2010). Influence of the state of the Indian Ocean Dipole on the following year's El Nino. Nature Geoscience, 3(3), 168-172. Publisher's official version : https://doi.org/10.1038/NGEO760 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00002/11304/

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McPhaden M. J., Meyers G., Ando K., Masumoto Y., Murty V. S. N., Ravichandran M., Syamsudin F., Vialard Jerome, Yu L., Yu W. (2009). RAMA The Research Moored Array for African-Asian-Australian Monsoon Analysis and Prediction. Bulletin Of The American Meteorological Society, 90(4), 459-480. Publisher's official version : https://doi.org/10.1175/2008BAMS2608.1 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00185/29632/

Vialard Jerome, Duvel J. P., McPhaden M. J., Bouruet-Aubertot P., Ward Ben, Key E., Bourras D., Weller Robert, Minnett P., Weill A., Cassou C., Eymard L., Fristedt T., Basdevant C., Dandonneau Y., Duteil O., Izumo T., de Boyer Montegut Clement , Masson S., Marsac F., Menkes C., Kennan S. (2009). CIRENE Air-Sea Interactions in the Seychelles-Chagos Thermocline Ridge Region. Bulletin Of The American Meteorological Society, 90(1), 45-61. Publisher's official version : https://doi.org/10.1175/2008BAMS2499.1 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00185/29634/

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de Boyer Montegut Clement , Vialard Jerome, Shenoi S. S. C., Shankar D., Durand Fabien, Ethe Christian, Madec Gurvan (2007). Simulated seasonal and interannual variability of the mixed layer heat budget in the northern Indian Ocean. Journal Of Climate, 20(13), 3249-3268. Publisher's official version : https://doi.org/10.1175/JCLI4148.1 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00185/29639/

Duvel Jean Philippe, Vialard Jerome (2007). Indo-Pacific Sea surface temperature perturbations associated with intraseasonal oscillations of tropical convection. Journal Of Climate, 20(13), 3056-3082. Publisher's official version : https://doi.org/10.1175/JCLI4144.1 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00185/29638/

Sengupta Debasis, Senan Retish, Goswami B. N., Vialard Jerome (2007). Intraseasonal variability of equatorial Indian Ocean zonal currents. Journal Of Climate, 20(13), 3036-3055. Publisher's official version : https://doi.org/10.1175/JCLI4166.1 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00203/31421/

Masson S, Luo Jj, Madec G, Vialard Jerome, Durand F, Gualdi S, Guilyardi E, Behera S, Delecluse P, Navarra A, Yamagata T (2005). Impact of barrier layer on winter-spring variability of the southeastern Arabian Sea. Geophysical Research Letters, 32(07703), 1-4. Publisher's official version : https://doi.org/10.1029/2004GL021980 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00203/31422/

Duvel Jean-Philippe, Roca Rémy, Vialard Jerome (2004). Ocean mixed layer temperature variations induced by intraseasonal convective perturbations over the Indian Ocean. Journal Of The Atmospheric Sciences, 61(9), 1004-1023. https://doi.org/10.1175/1520-0469(2004)061<1004:OMLTVI>2.0.CO;2

Durand F, Shetye Sr, Vialard Jerome, Shankar D, Shenoi Ssc, Ethe C, Madec G (2004). Impact of temperature inversions on SST evolution in the South-Eastern Arabian Sea during the pre-summer monsoon season. Geophysical Research Letters, 31(L01305), 1-4. Publisher's official version : https://doi.org/10.1029/2003GL018906 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00203/31424/

Références des publications parues dans d'autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant référence dans la discipline

Vialard, J., B. Praveen Kumar, N. C. Jourdain and M. Bador, 2012: Cirene: from cyclones to interannual timescales in the southwestern tropical Indian Ocean. Coriolis Newsletter- Special Issue, April 2012.

Izumo, T., S. Masson, J. Vialard, G. Madec, C. de Boyer Montégut, S. K. Behera, J-J. Luo, K. Takahashi and T. Yamagata, 2010 : Interannual variations of low-frequency Madden-Julian Oscillation in Austral Summer : Observations, Clim. Dyn., 35, 669-683.

McCreary, J. P., R. Murtugudde, J. Vialard, P. N. Vinayachandran, J. D. Wiggert, R. R. Hood, D. Shankar, and S. R. Shetye, 2009: Biophysical processes in the Indian Ocean, In: Indian Ocean Biogeochemical Processes and Ecological Variability, J.D.Wiggert, R.R. Hood, S.W.A. Naqvi, S.L. Smith, and K.H. Brink (ed.), American Geophysical Union, Washington, D. C, pp 9-32.

Wiggert, J.D., J. Vialard, and M.J. Behrenfeld, 2009: Basin-wide modification of dynamical and biogeochemical processes by the Indian Ocean Dipole. In: Indian Ocean Biogeochemical Processes and Ecological Variability, J.D.Wiggert, R.R. Hood, S.W.A. Naqvi, S.L. Smith, and K.H. Brink (ed.), American Geophysical Union, Washington, D. C, pp 385-408.

Références des rapports techniques

Gourtay - Le Hingrat Francoise (2012). Chargement des données CTD de la campagne CIRENE2007 dans la base SISMER. IDM/SISMER/12-040.

Références des communications dans des colloques internationaux

Poster «Vasco-Cirene : a process study of air-sea interactions at interannual, intraseasonal and tropical cyclone timescales in the southwestern Indian Ocean » à la World Climate Research Program Open Science conference (Denver, Octobre 2011).

Thèses ayant utilisé les données de la campagne

Praveen Kumar, NIO/LOCEAN, Air-sea interaction in the Indian Ocean, soutenance en 2013.

Xavier Le Vaillant, LOCEAN, Ondes internes générées par le forçage atmosphérique dans l'océan Indien subtropical : modélisation et mesures in situ, 16 mars 2009.