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Malgré les progrès considérables réalisés dans la recherche sur ENSO au cours des deux dernières décennies, de nombreux défis subsistent pour comprendre sa diversité et sa complexité temporelle nouvellement reconnues. Au cœur de cette complexité, les processus océaniques à haute fréquence sont susceptibles de jouer un rôle important.

En particulier, les ondes de Kelvin intrasaisonnières (IEKWs) et les ondes d'instabilité tropicales (TIWs) sont des composantes essentielles de la variabilité climatique couplée du Pacifique tropical. Alors que les IEKWs de downwelling sont des précurseurs d'ENSO, les TIWs peuvent contribuer à son asymétrie en mélangeant les eaux plus/moins chaudes situées hors équateur avec les eaux équatoriales de la langue d'eau froide du Pacifique est pendant La Niña/El Niño. Bien que le rôle des ondes de Kelvin et des TIWs sur ENSO aient été largement étudié de manière séparée, la question de leur interaction reste peu abordée dans la littérature. Outre l'intérêt d'étudier cette question pour mieux comprendre les interactions d'échelles dans le Pacifique tropical, documenter les processus associés à la dissipation des ondes de Kelvin équatorial représente aussi un objectif pertinent pour l'étude de la téléconnexion océanique aux échelles intrasaisonnières le long de la côte ouest de l'Amérique du Sud.

Cette thèse vise à mieux comprendre les mécanismes d'interactions non linéaires aux échelles de temps intrasaisonnières entre l'activité mésoéchelle des TIWs et les ondes de Kelvin équatoriales. Elle tire partie de prés de 30 ans de données altimétrique. Nous montrons en particulier que 42% de la variance des anomalies intrasaisonnières du niveau de la mer induites par les TIWs sont associées à l'activité des ondes de Kelvin. En combinant données altimétrique et de température de surface de la mer, nous montrons par ailleurs que ce mode est associé à des niveaux d'advection non-linéaire de chaleur comparable à ceux produits pendant El Niño. Afin de documenter les mécanismes en jeux lors de ces interactions, des simulations numériques sont réalisées à l'aide d'un modèle océanique du Pacifique tropical.

L'activité mésoéchelle des TIWs est atténuée dans les simulations ou les termes non-linéaires des équations de moments sont remplacés par un terme de diffusion horizontal. En comparant aux simulations de contrôle pour lesquelles le niveau d'activité des TIWs est réaliste, il est possible de diagnostiquer l'effet du mode d'interaction sur les processus à partir de l'analyse d'un bilan d'énergie cinétique turbulente. Les résultats montrent une asymétrie marquée de la contribution des instabilités barotropes et baroclines entre les IEKWs d'upwellings et de downwelling. En outre, nous montrons que l'interaction entre les TIWs et les IEKWs peut favoriser des changements significatifs de l'advection non-linéaire de chaleur dans le Pacifique équatorial oriental, en accord avec les observations. Nous discutons les implications de nos résultats pour la compréhension de la téléconnexion océanique entre le Pacifique occidental et oriental, ainsi que sur la dynamique ENSO.

Jury :

• Jérôme Vialard – LOCEAN – Rapporteur
• Xavier Carton – UBO – Rapporteur
• Véronique Garçon – LEGOS – Examinatrice
• Daria Gushchina – Université de Moscou – Examinatrice
• Karina von Schuckmann – MERCATOR – Invitée
• Julien Boucharel – LEGOS – Directeur de Thèse
• Boris Dewitte – CERFACS/CECI – Co-Directeur de Thèse