L'effet du couplage d'un modèle spectral de vagues de surface et d'un modèle océanique simplifié sur la dynamique de surface en haute mer

Lizotte, Charles-Édouard (2023). L'effet du couplage d'un modèle spectral de vagues de surface et d'un modèle océanique simplifié sur la dynamique de surface en haute mer. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 51 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : À ce jour, notre compréhension de l'effet des vagues de surface sur les transferts d'énergie depuis l'atmosphère vers la circulation océanique est plutôt limitée. Ainsi, nous couplons une modèle spectral de prévision des vagues avec un modèle de circulation océanique simplifié en eau peu profonde à deux couches dans le but d'étudier l'impact des vagues sur la circulation à méso-échelle en haute-mer. Nous comparons par la suite le couplage avec notre modèle de circulation simplifié non-couplé pour deux cas limites, soit (i) un vent statique et (ii) un vent dynamique variant à 1% de son amplitude et à la fréquence inertielle. L'ajout de la dérive de Stokes dans les équations du modèle induit des changements raisonnables lorsque le vent est statique. En contrepartie, la dérive de Stokes vient stimuler les termes non-linéaires associés à la couche d'Ekman lorsque cette dernière est forcée avec un vent de nature dynamique. Il en résulte ainsi la prolifération d'ondes inertielles dans la zone anticyclonique du modèle couplé aux vagues. Ces dernières viennent limiter la circulation géostrophique dans ce sous-domaine et faire diminuer l'énergie associée à la circulation dans les couches inférieures du modèle en eau peu profonde. -- Mot(s) clé(s) en français : Couche d'Ekman, circulation géostrophique, vagues de surface, dérive de Stokes, transfert d'énergie, couche limite, Wavewatch III. --
ABSTRACT : As of today, our understanding of atmosphere-ocean energy transfers through surface waves is quite insufficient, which makes us consider the impact of surface waves on these processes. We couple a third generation spectral wave model with a simplified 2 layer shallow-water model to inquire the impact of surface waves on mesoscale currents. We then compare this coupling with our simplified circulation model for two limit cases, (i) a static wind and (ii) a dynamic wind which varies around 1% of its amplitude at a frequency equal to the Coriolis frequency ( f ). The addition of Stokes drift in our equations induces reasonably significant changes in our static set-up. On the other hand, the addition of Stokes drift significantly stimulates non-linear terms in the Ekman layer for our dynamic set-up. This results in a build up of inertial waves in the anti-cyclonic part of our Ekman layer, which in turn is transfered to the interior dynamic of the shallow-water model. Near-inertial waves interact with the interior geostrophic circulation and in turn decrease the kinetic energy of the domain. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Ekman layer, geostrophic circulation, Stokes' drift, air-sea processes, surface waves, Wavewatch III.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Nadeau, Louis-Philippe
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences (M. Sc.).
Mots-clés :	Transport d'Ekman; Circulation océanique; Courants marins; Vagues; Vagues de vent; Interaction mer-atmosphère; Modèles mathématiques; Stokes; Dérive; Circulation; Géostrophique.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	18 mai 2023 18:58
Dernière modification :	18 mai 2023 18:58
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2322

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