Western Boundary Dynamics in the Arabian Sea

Le but de cette these est d'analyser plusieurs phenomenes de bord ouest de la Mer d'Arabie : (i) le cycle de vie d'un tourbillon de mesoechelle persistant, le Great Whirl; (ii) la dynamique d'un ecoulement d'eau dense (outflow) formee dans une mer adjacente, l'outflow du Golfe Persique; et (iii) une remontee d'eau profonde (upwelling) saisonniere dans la zone cotiere d'Oman. Le point commun entre ces phenomenes est leur localisation sur un bord ouest oceanique. Ils sont donc influences par des forcages locaux (notamment les vents de mousson) et les forcages a distance (ondes de Rossby et tourbillons derivant vers l'ouest). En particulier, ces derniers vont jouer un role particulier car la Mer d'Arabie est situee a basses latitudes, ce qui implique une propagation rapide des ondes longues et tourbillons. De plus, des ondes sont continuellement excitees par le regime saisonnier des moussons. Nous avons mis au point des experiences numeriques de differentes complexites en utilisant un modele aux equations primitives. Ces experiences permettent soit de simuler de maniere realiste la dynamique complexe de la Mer d'Arabie, soit d'isoler un processus en particulier. Les resultats principaux peuvent se resumer comme suit : (i) le cycle de vie du Great Whirl est significativement impacte par les ondes de Rossby annuelles. Le rotationnel de la tension de vent joue un role important dans le maintien, le renforcement et la barotropisation du tourbillon. (ii) La dispersion de l'Eau du Golfe Persique (Persian Gulf Water, PGW) est determinee par le melange induit par les tourbillons de mesoechelle. Precisement, ces tourbillons entrent dans le Golfe d'Oman (ou se deverse la PGW), et interagissent avec la topographie. Ces interactions frictionnelles produisent des bandes de vorticite tres intenses dans la couche limite de fond. Celles-ci sont arrachees et forment des tourbillons de sous-mesoechelle. Ces tourbillons capturent de la PGW initialement situee sur la pente continentale et la redistribuent dans le golfe d'Oman. Ce mecanisme donne finalement lieu a du melange, permettant d'expliquer le gradient de salinite climatologique observe en profondeur. (iii) La dynamique de l'upwelling saisonnier au large d'Oman contraste fortement avec la dynamique des upwelling de bord est (Eastern Boundary Upwelling Systems, EBUS). En effet, les ondes de Rossby se propagent vers le large dans les EBUS et vers la cote dans l'upwelling de bord ouest d'Oman. Ces ondes modulent la reponse en temperature de l'upwelling force par le vent.Dans l'ensemble, ces resultats sont relativement specifiques a la Mer d'Arabie. La faible extension zonale et la basse latitude de la Mer d'Arabie, ainsi que le regime de mousson des vents saisonniers en font une region particuliere. La propagation rapide des ondes et tourbillons et leurs interactions avec le bord ouest faconnent les regimes de turbulence de la Mer d'Arabie.