La modélisation de la structure 3-D des tourbillons de la mer Rouge montre comment le transport de l'énergie et des matériaux biochimiques influence les modèles de circulation dans la mer Rouge.

Une étude du transport induit par les tourbillons d'énergie et de particules biochimiques et de ses influences sur les schémas de circulation dans la mer Rouge révèle un mécanisme qui équilibre les fluctuations à la fois du sel et de la chaleur dans le bassin.

tourbillons à mésoéchelle, souvent décrit comme le temps de l'océan, sont des structures 3-D généralement des centaines de kilomètres de large et des centaines de mètres de profondeur. Ils sont caractérisés par la température, des propriétés de salinité et d'écoulement différentes de l'eau environnante, leur permettant de transporter de l'énergie et des matériaux autour de l'océan.

Bien que la circulation de la mer Rouge se distingue par un grand nombre de tourbillons de mésoéchelle, on sait peu de choses sur leurs structures 3-D.

Dirigé par Ibrahim Hoteit, Peng Zhan et ses collègues de KAUST enquêtent sur les tourbillons circulant dans la mer Rouge.

« Les tourbillons océaniques s'écoulent généralement plus rapidement que la circulation océanique moyenne et contribuent donc de manière significative au transport de l'énergie et des matériaux, " dit Zhan. " L'étude du transport tridimensionnel induit par les tourbillons approfondira notre compréhension de la circulation de la mer Rouge et identifiera le rôle important que jouent les tourbillons dans le transport horizontal et vertical et les interactions air-mer. "

L'équipe a utilisé le modèle de circulation générale du Massachusetts Institute of Technology (MITgcm), spécifiquement configuré pour couvrir toute la mer Rouge. Cela signifiait qu'ils pouvaient simuler la dynamique de la mer Rouge sur une période de 14 ans de 2001 à 2014 avec une résolution spatiale et temporelle suffisante pour résoudre les tourbillons à mésoéchelle, leur permettant d'étudier leurs caractéristiques 3D.

Ils ont découvert que le transport induit par les tourbillons est plus actif dans le centre et le nord de la mer Rouge. Ils ont également constaté que la variabilité des tourbillons représentait environ 8 pour cent de la variance totale du flux de chaleur de surface et environ 39 pour cent du flux de sel.

"Ce sont les régions où la chaleur, le sel et les particules biogéochimiques sont plus susceptibles d'être dispersés et favorisent l'échange régional d'énergie et de matériaux, " explique Zhan.

Ce travail met en évidence le rôle important que jouent le transport induit par les tourbillons et les échanges air-mer dans la circulation de la mer Rouge. Cela a également conduit à la découverte d'un mécanisme de rétroaction négative entre les tourbillons et la pente de la profondeur de la couche de mélange qui équilibre le transport de la chaleur et des tourbillons dans la mer Rouge.

« Nous développons actuellement un système d'assimilation de données pour la mer Rouge en nous concentrant sur l'amélioration de nos capacités à modéliser le transport induit par les tourbillons, " dit Zhan, "ainsi que le développement d'un modèle couplé océan-atmosphère pour étudier plus avant la réponse atmosphérique aux tourbillons à mésoéchelle dans la mer Rouge."