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Dynamique des tourbillons baroclines à sub-mésoéchelle en équilibre cyclostrophique dans le fjord du Saguenay

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Livernoche, Alexandre (2017). Dynamique des tourbillons baroclines à sub-mésoéchelle en équilibre cyclostrophique dans le fjord du Saguenay. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 95 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Les tourbillons et les phénomènes turbulents sont fondamentaux dans le transfert d’énergie entre les différentes échelles de l’océan, d’où l’importance d’en comprendre les mécanismes. Des tourbillons baroclines à sub-mésoéchelle en équilibre cyclostrophique ont été étudiés dans le fjord du Saguenay (Québec, Canada) à partir de données de mouillage, d’échantillonnage par bateau et d’images de la surface de l’eau prises de la rive, récoltées en 2013 et 2015. La balance cyclostrophique implique un équilibre entre la force centrifuge et la force de gradient de pression, considérant une force de Coriolis négligeable. La friction entre le fort courant de jusant et l’obstacle bathymétrique qu’est le cap de la Pointe-aux-Crêpes crée une couche limite de vorticité négative qui, en se détachant du cap, génère des tourbillons de quelques centaines de mètres de diamètre. Des transects à bord d’un bateau ont permis des mesures CTD, d’ADCP et d’échosondeur à travers la baie et plus spécifiquement près du cap afin de comprendre le phénomène de génération de tourbillons et l’influence d’un front sur celui-ci. Le premier tourbillon observé atteint un rayon maximal de ~115 m avec une vitesse tangentielle moyenne de -0.11 m/s et est confiné dans la couche de surface au-dessus de la pycnocline. Les courants horizontaux de surface ont été déterminés par une méthode de vélocimétrie par image de particule (PIV) appliquée à des images géoréférencées successives, technique peu utilisée dans le domaine. Il a été constaté que, sous certaines conditions, les patrons de surface de l’eau peuvent fournir de l’information suffisamment claire afin d’en extraire le champ de courants des tourbillons et de décrire leur évolution dans le temps. Bien que plusieurs tourbillons aient été observés, un seul a pu être analysé quantitativement, permettant néanmoins d’émettre des hypothèses sur la dynamique et l’évolution des autres tourbillons du fjord. -- Mot(s) clé(s) en français : tourbillon, dynamique, fjord, PIV, cyclostrophie, sub-mésoéchelle. -- ABSTRACT: Eddies and turbulence are fundamental in the energy transfer between the ocean’s different scales, hence the importance of understanding their mechanisms. Submesoscale baroclinic eddies in cyclostrophic balance were studied in the Saguenay fjord (Québec, Canada) using mooring data, boat-based sampling and oblique images taken from shore, obtained in 2013 and 2015. Cyclostrophic balance implies equilibrium between the centrifugal force and the pressure gradient force, with negligible Coriolis e ect. The shear between the strong ebb flow and the bathymetric obstacle of a cape in the fjord creates a boundary layer of negative vorticity which, by detaching itself from the cape, generates vortices that are hundreds of meters in diameter. Shipborne ADCP, echosounder and CTD transects across the front were measured in order to understand the eddy generation. The first observed vortex had a maximum radius of ~115 m, an average tangential velocity of -0.11 m/s, and was trapped in the top layer of the water column above the pycnocline. The horizontal surface currents were determined using Particule Imagery Velocimetry (PIV) applied to successive georectified images. It was found that under certain conditions, sea surface patterns can provide sufficiently clear information to quantitatively capture the eddy current field and its evolution over time. Although many eddies were observed, only one was fully analysed quantitatively, which yielded some hypotheses on the dynamics and the evolution of such eddies in the fjord. -- Mot(s) clé(s) en anglais : eddy, dynamic, fjord, PIV, cyclostrophy, submesoscale.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Bourgault, Daniel
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Chavanne, Cédric et Galbraith, Peter
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés : Tourbillon Barocline Dynamique Cyclostrophie Fjord Saguenay
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 26 oct. 2018 18:52
Dernière modification : 28 août 2019 20:15
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1395

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