Modélisation multi-échelle de la circulation océanique en Afrique centrale, de la plaine abyssale à l'estuaire du Cameroun - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Multi scale modeling of the ocean circulation in Central Africa from the deep ocean (5°E) to the Cameroon estuary

Modélisation multi-échelle de la circulation océanique en Afrique centrale, de la plaine abyssale à l'estuaire du Cameroun

Résumé

To study the variability of the coastal circulation (salinity, temperature, currents and transport) in Central Africa, with higher precision in the Cameroon estuary to seasonal time scales, intra-seasonal and event, we have built three models, made simulations followed by validation with in-situ observations and satellite. We have shown that the quality of the satellite Topex-Poseidon observations, Jason1, and Jason2 missions and processing performed by the CTOH allow a good estimate of the coastal tide with a lag of two centimeters between the model and satellite data, whereas with the in situ data there is an error of one centimeter. The error with the altimetry is greater in the areas with a significant river discharge. In the deep ocean, the surface temperature remains high throughout the year, and decrease more than 5° C Celsius observed in the boreal summer. The lower number of the SST could be linked to the development of the cold tongue in the south of the equator wihch appears at the same time. The surface current seeing between 1° N and 4° N, is the Guinea Current which the maximum intesity reached 0.4 ms-1. A part of this current and recirculates directly seaward through the Principe island, The other branch of this current goes to the front side of the brigth of Biafra through the southeast of Malabo where it appears to be increasing because the strong bathymetric gradient. We has also the coastal current oriented from south to northwest throughout the year. More specifically in the month of August the vortex appears on the border of Cameroon and Gabon coasts. It intensified in September with more than 50 km radius. It is powered by the Guinean coastal current and the current described above. Around 50 m depth, we observe under current not yet identified in the literature that fits around 3.5° N latitude with termination being around 7° E. It recirculates in the deep ocean near 0°N. The salinity variability in the deep ocean is linked to the variability of the OGCM, while in the estuary depends not only to rivers discharges, but most of the spring tide cycle, and neap tide. The maximum surface tide current associated this cycle is respectively 1 ms-1 and 2 ms-1. The stratification of the estuary is more dependent on the tide than rivers flows. The sensitivity tests show that the deforestation of mangroves reduces the average water level of the estuary at the scale of a tidal cycle. A small river discharge leads to a strong increase in salinity, which can reach 7 psu in boreal winter, and was 2 psu in boreal summer. It was the same order of magnitude but in terms of dicreasing of the salinity when the rivers discharge are strong.
La variabilité de la circulation côtière en Afrique centrale, avec une grande précision en dans l'estuaire du Cameroun aux échelles de temps saisonnières, intra-saisonnières et événementiels, est simulée validée par des observations in-situ et satellitaires. Nous avons montré que la qualité des observations satellites des missions Topex-poseidon, Jason1 et Jason2 et les traitements effectués par le CTOH permettent une bonne estimation de la marée côtière. Dans la plaine abyssale, on note que la température de surface reste élevée toute l'année, avec une baisse de plus de 5°C Celsius observée en été boréal. Le diagnostic des courants montre que dans zone profonde de notre domaine, entre 1°N et 4°N, on observe le Courant Guinéen qui rentre avec une intensité donc le maximum atteint 0.4 ms-1. Une partie de ce courant et recircule directement vers le large en passant par l'île de Principe, où va vers la côte avant de remonter vers la baie du Biafra en passant par le sud-est de Malabo. On a également un courant très côtier qui est orienté du sud vers le nord-ouest durant toute l'année. Au mois d'Août on observe un tourbillon à la limite des côtes Camerounaise et Gabonaise. Il s'intensifie au mois de Septembre et fait plus de 50 km de rayon. Autour de 50 m de profondeur, nous observons un sous courant encore non identifié dans la littérature, qui rentre autour de la latitude 3.5°N avec une terminaison se situant vers 7°E. Il recircule dans le sous courant équatorial nord. Dans la partie profonde variabilité de la salinité est liée à la variabilité de l'OGCM, alors que dans l'estuaire elle dépend non seulement des régimes des différents fleuves, mais surtout du cycle vives-eaux, et mortes-eaux de la marée. Le courant de marée maximal respectif associé ces cycles étant de 1 ms-1 et 2 ms-1. La stratification de l'estuaire est beaucoup plus dépendante de la marée que du débit fluvial. Les tests de sensibilités montrent que la déforestation de la mangrove diminue le niveau d'eau moyen de l'estuaire à l'échelle d'un cycle de marée. Un déficit d'écoulement d'eau douce entraine une forte augmentation de la salinité, qui peut atteindre 7 psu en hiver boréal, et en été de 2 psu en été boréal. On a les mêmes ordres de grandeur mais en terme de di munition de la salinité si les débits sont très plutôt importants. La température de forçage des débits du fleuve a aussi un impact sur latempérature dans l'estuaire. Une augmentation de 3°C peut augmenter la salinité de 1 et 3 psu en fonction du point.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03657048 , version 1 (02-05-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03657048 , version 1

Citer

Raphaël Onguéné. Modélisation multi-échelle de la circulation océanique en Afrique centrale, de la plaine abyssale à l'estuaire du Cameroun. Océanographie. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2015. Français. ⟨NNT : 2015TOU30393⟩. ⟨tel-03657048⟩
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