Sensibilité des flux spectraux d'énergie cinétique aux limites de mesures des radars hautes fréquences dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent

Clary, Jean (2021). Sensibilité des flux spectraux d'énergie cinétique aux limites de mesures des radars hautes fréquences dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 119 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: L'énergie dans les océans est essentiellement fournie aux grandes échelles par les vents, les flux atmosphérique de chaleurs et les marées. On sait aussi que l'essentiel de cette énergie est perdu par dissipation visqueuse moléculaire. Par contre, on ignore ce qui se passe en détail entre ces deux extrêmes. Si les grandes échelles spatiales et temporelles sont bien mesurées par les satellites altimétriques, les échelles plus fines sont peu ou mal observées, en raison des contraintes de résolution spatiale et temporelle. L'utilisation de radars à hautes fréquences permet de mesurer une région côtière quasiment en continu et à des résolutions suffisantes pour distinguer les processus super-inertiels et/ou subméso-échelles. Essentiellement, nous montrons que les flux spectraux d'énergie cinétique du courant rotationnel (~ en équilibre) sont bien estimés lorsque les courant totaux sont relativement bien reconstruits (il faut un minimum de 70% de mesures indépendantes) et que les effets de géométrie (non-périodicité, taille du domaine) modifient les grandes échelles alors que les limites de résolution et de bruit de mesures modifient surtout les petites échelles. Nous montrons aussi que l'échelle de transition (échelle de changement de signe du transfert d'énergie) du courant rotationnel est bien estimée, même si l'amplitude du flux ne l'est pas forcément. Nous montrons aussi que les incertitudes de mesures et les divers moyens de les compenser changent surtout les flux du courant non-rotationnel. Comme les interactions sont fortement non linéaires, le moyennage en temps doit se faire en évitant de filtrer la dynamique non-rotationnelle. -- Mot(s) clé(s) en français : estuaire, observation, radar à haute fréquence, turbulence, interpolation, transfert d'énergie. -- ABSTRACT: Energy in the oceans is primarily supplied at large scales by sunlight, winds and tides. We also know that most of this energy is lost by viscous dissipation at very small scales. On the other hand, we do not know what happens in detail between these two extremes. If the large spatial and temporal scales are well measured by satellite altimeters, the finer scales are little or poorly observed, due to the constraints of spatial and temporal resolution. The use of high frequency radars makes it possible to measure a coastal region almost continuously and at resolutions sufficient to distinguish super-inertial and / or submesoscale processes. Essentially, we show that kinetic energy spectral fluxes of rotational (~balanced) currents are correctly inferred when total currents are relatively well mapped (a minimum of 70 % of independent measurements is necessary) and that the effects of geometry (non-periodicity, size of the domain) modify the large scales while the limits of resolution and measurement noise mainly modify small scales. We also show that the transition scale (positive to negative spectral fluxes) of the rotational current is well estimated, even if the amplitude of the flux is not necessarily so. We also show that the uncertainties of measurements and the various mitigations mainly change the flows of the non-rotational current. As non linear interactions are important, time averaging must not filter out non-rotational dynamics. -- Mot(s) clé(s) en anglais : observation, estuary, high frequency radar, turbulence, interpolation, energy transfer.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Chavanne, Cédric
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Nadeau, Louis-Philippe
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie physique en vue de l'obtention du grade de Philosophiae Doctor.
Mots-clés :	Saint-Laurent, Estuaire du (Québec) ; Courants marins ; Énergie mécanique ; Énergie cinétique ; Radars haute fréquence ; Turbulence ; Interpolation ; Transfert d'énergie.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	18 mars 2022 19:58
Dernière modification :	18 mars 2022 19:58
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1983

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