Turbulence lagrangienne dans l’Océan Austral

L’Océan Austral joue un rôle majeur dans la régulation du climat global, notamment à travers les échanges de CO₂ entre l’océan et l’atmosphère. Pourtant, la variabilité temporelle de ces flux aux petites et moyennes échelles reste encore mal comprise, faute d’observations adaptées. Les flotteurs lagrangiens CARIOCA dérivent avec les courants et mesurent les propriétés de l’océan en suivant le mouvement d’une parcelle d’eau. Ils offrent ainsi une occasion unique d’explorer cette variabilité dans une perspective lagrangienne de la turbulence. 

Dans cette étude, des scientifiques du CNRS Terre & Univers, ont analysé des séries temporelles horaires de température, salinité, fugacité du CO₂ (fCO₂) et fluorescence, issues de 15 flotteurs CARIOCA déployés entre 2001 et 2012 dans l’Océan Austral. Les propriétés d’échelle ont été étudiées à l’aide d’analyses spectrales et d’outils issus de la théorie de la turbulence, permettant d’identifier des lois d’échelle et de caractériser l’intermittence. Des analyses statistiques complémentaires ont permis d’explorer les dépendances entre le fCO₂ et les autres variables à différentes échelles de temps. 

Aux petites échelles temporelles (d’une heure à une dizaine de jours), les résultats mettent en évidence une dynamique intermittente de scalaires conservatifs (ex. T, S) et réactifs (ex. f CO₂), en accord avec la théorie de la turbulence lagrangienne. La dynamique de la température et celle de la salinité suivent donc le cadre théorique attendu, tandis que le fCO₂ et la fluorescence montrent des signatures d’interactions biogéochimiques.

Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour relier turbulence, biologie et échanges air–mer. Ils soulignent l’intérêt des observations lagrangiennes haute fréquence pour améliorer la représentation du cycle du carbone océanique.