Comment expliquer la dynamique saisonnière du minimum de salinité du Pacifique tropical ?

Jeudi, 19 avril 2012

Les eaux situées au large du Panama, côté ouest, sont les eaux les moins salées et qui connaissent les plus fortes variations saisonnières de salinité de surface de l’océan Pacifique tropical. Afin de déterminer les raisons de cette spécificité, des chercheurs français du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP, UPS / CNRS / CNES / IRD) et du Laboratoire d’océanographie spatiale (LOS, Ifremer) ont pour la première fois analysé précisément les variations de la salinité de surface de ces eaux, à l’aide des données in situ collectées au cours des 60 dernières années. Ils ont ainsi pu montrer que cette dynamique saisonnière est due à de fortes interactions entre l’océan, l’atmosphère et le continent. Ils ont par ailleurs pu valider les données obtenues en 2010 dans cette région par le nouveau satellite SMOS de suivi de la salinité et montrer leur bonne complémentarité avec les données de terrain.

La salinité est une variable océanique essentielle. D’une part, elle représente la signature du cycle de l’eau à l’interface océan – atmosphère où ont lieu la plupart des échanges : l’océan est moins salé dans les régions où la pluie domine (apport d’eau douce) et plus salé dans celles où l’évaporation domine (retrait d’eau douce). D’autre part, comme la température, elle influence la densité de l’eau de mer dont les variations sont à l’origine des grands courants océaniques : plus une eau est salée (et/ou froide), plus elle est dense. Par ailleurs, le fort gradient vertical de salinité que l’on observe dans les tropiques sous les eaux de surface de faible salinité peut, sous certaines conditions(1), isoler du froid des profondeurs la couche chaude de surface. Ce processus conduit alors à renforcer les interactions océan – atmosphère(2), notamment à l’origine dans le Pacifique du phénomène El Niño qui perturbe régulièrement le climat mondial.

Pour toutes ces raisons, le LEGOS maintient depuis plusieurs décennies un réseau mondial d’observation de la salinité de surface à partir de navires de commerce(3). En outre, le premier satellite de mesure de la salinité de surface, le satellite SMOS, a été lancé il y a un peu plus de 2 ans (communiqué de presse du 2 novembre 2009).

Des chercheurs du LEGOS et du LOS se sont intéressés à une région particulière du Pacifique Est, située au large du Panama. Cette zone présente en effet à la fois les plus faibles valeurs moyennes et les plus larges variations saisonnières de la salinité de surface du Pacifique tropical comme l’ont montré les mesures in situ.
Pour comprendre cette particularité, les chercheurs ont réalisé la première analyse fine des variations de la salinité de surface dans cette région, en utilisant les données recueillies par les navires de commerce entre 1950 et 2010. La comparaison de ces variations aux variations connues d’autres paramètres (pluie, vents, courants, niveau de la mer…) révèle que cette dynamique saisonnière de la salinité de surface est liée à de fortes interactions régionales entre océan, atmosphère et continent et que la salinité pourrait jouer un rôle actif sur le climat régional.
Ainsi, le minimum de salinité de surface apparaît à l’automne, suite aux fortes pluies d’été générées par la rencontre des vents marins du sud chargés d’humidité avec les montagnes côtières et au ruissellement de ces eaux sur les pentes de ces montagnes. Ce minimum de salinité reste piégé près de la côte par les courants marins. En hiver, les vents s’inversent. Venant de la mer des Caraïbes, ils s’assèchent en passant au-dessus des montagnes d’Amérique centrale et accélèrent au passage de quelques brèches à travers ces montagnes, notamment au nord de la baie de Panama. Ces vents forts modifient les courants qui étirent alors vers l’ouest le minimum de salinité tout en entraînant une remontée d’eau profonde et salée dans la baie de Panama ce qui atténue et fait finalement disparaître au printemps le minimum de salinité.


À gauche, cycle saisonnier moyen (entre 1950 et 2010) de la salinité de surface d’après les données de navires collectées le long de la ligne pointillée de la figure de droite. À droite, salinité de surface mensuelle moyenne pour les mois d’avril et décembre 2010 d’après les données du satellite SMOS. © LEGOS

Les chercheurs ont par ailleurs analysé les premières données de salinité de surface produites par SMOS au cours de l’année 2010 dans cette région. Il s’avère qu’elles se comparent bien aux données collectées par les navires. Surtout, elles les complètent par leurs bonnes couvertures spatiale et temporelle qui permettent de cartographier en continu cette zone de minimum de salinité, alors que les données des navires sont plus précises mais limitées aux lignes commerciales.

Note(s): 
  1. Cela se produit lorsque les gradients de salinité et de température diffèrent suffisamment pour que se forme, sous une fine couche de surface chaude et peu salée, une couche intermédiaire chaude mais salée, située au-dessus des eaux plus profondes froides et salées.
  2. En effet, la fine couche de surface peut alors à la fois se réchauffer facilement et glisser facilement sur les eaux profondes sous l’effet respectivement du soleil et du vent.
  3. Ce réseau mondial d'observation de la salinité de surface à partir de navires de commerce est un Service d'observation labellisé par l'INSU et appelé SSS (pour Sea surface salinity).
Source(s): 

Gaël Alory, Christophe Maes, Thierry Delcroix, Nicolas Reul, Serena Illig, 2012: Seasonal dynamics of Sea Surface Salinity off Panama: the Far Eastern Pacific Fresh Pool. Journal of Geophysical Research, Vol. 117, C04028, doi:10.1029/2011JC007802, 2012

Contact(s):
  • Gaël Alory, LEGOS/OMP
    gael [dot] alory [at] legos [dot] obs-mip [dot] fr, 05 61 33 28 37

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