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en direct de l'Atlantique tropical
Quelques données de la campagne Pirata FR 19

Accueil Pirata FR 19

Tout au long de la campagne, de nombreuses données scientifiques sont recueillies le long de la route du navire ou lors de stations hydrologiques effectuées en certains points. Cette page présente certaines de ces données, envoyées par l'équipe scientifique, commentées depuis Cotonou par B. Bourlès.

Profils de température et de salinité de surface
Profils verticaux obtenus lors d'une station à 0°-10°W
Coupe verticale de température le long de l'équateur
Vitesse et direction des courants sur la radiale 10°W


Profils de température et de salinité de surface

L'Antea est équipé d'un thermosalinographe, qui mesure en continu la température et la salinité de l'eau de surface. Tout au long de sa route, on peut donc suivre les variations de ces paramètres, et détecter ainsi le passage d'une masse d'eau à une autre.
Ainsi, de Dakar à la bouée 0°-23°W, puis le long de l'équateur jusqu'à 10°W, l'Antea a traversé des zones océaniques très différentes, qu'on retrouve sur les cartes grâce aux couleurs associées aux températures et aux salinités :
- le navire a d'abord traversé une zone d'eaux froides (en bleu), étroite, correspondant à l'upwelling côtier du Sénégal ;
- ensuite, il est entré dans une zone d'eaux très chaudes (en rouge) et de plus en plus dessalées entre 6°N et 1°N (en jaune puis en bleu). Cette zone correspond à la position de la Zone intertropicale de convergence ("pot au noir"), marquée par de fortes précipitations : la pluie apporte de l'eau douce à la surface et contribue à en atténuer la concentration en sel. Cette zone correspond également à un maximum de température de surface, ce qui favorise la convection atmosphérique donc la formation de nuages et les préciptations ;
- arrivé à proximité de l'équateur, le navire a quitté la ZITC : il est brusquement passé à des eaux plus fraîches (en vert) et fortement salées (en orange) ;
- en navigant le long de l'équateur, il a rencontré de températures de décroissantes d'ouest en est ; ceci est dû à l'influence de l'upwelling équatorial qui s'est mis en place fin mai, et qui est le plus intense au-delà de 6°W (en bleu foncé). On peut noter vers 16°W une zone un peu plus chaude et dessalée, qui est la signature des méandres liés aux ondes d'instabilité tropicale. On observe ces méandres sur la carte de température de surface de la mer obtenue par satellite via un capteur micro-onde TMI.


Température de surface le long de la route de l'Antea


Salinité de surface le long de la route de l'Antea


Profils verticaux obtenus lors de la station hydrologique à 0°-10°W

La sonde CTD dont est équipé le chassis de la bathysonde fournit au fur et à mesure de sa descente et de sa remontée un enregistrement continu (24 mesures par seconde) de la température, de la salinité, de l'oxygène dissous et de la pression (fonction directe de la profondeur) ; le logiciel associé calcule la densité de l'eau de mer en fonction de ces paramètres.

Température

Sur l'équateur à 10°W, la température est de 23,5°C environ en surface ; la couche homogène de surface est très mince voire inexistante, et la température décroît rapidement jusqu'à 16°C vers 100 m. Elle décroît ensuite faiblement entre 100 et 200 m environ.
On retrouve cette évolution verticale de la température dans la partie droite de la coupe de température réalisée le long de l'équateur, entre 21°W et 9°W, à partir des sondes XBT.
Une des différences majeures entre les profils obtenus par les sondes CTD et XBT est leur précision : 0,001°C pour la CTD, environ 100 fois moins (0,1°C) pour la XBT.

Salinité

Le profil vertical de salinité montre une valeur maximale (supérieure à 36) vers 50 m. Ce maximum est lié à la présence du Sous-Courant Equatorial, qui transporte vers l'Est du bassin des eaux salées formées dans les régions subtropicales de l'Atlantique Sud (en raison d'une forte évaporation dans ces régions).
La salinité décroît ensuite régulièrement avec la verticale, avec, comme pour la température, un "palier" entre 100 et 200 m, avec de relativement faibles variations. Le minimum de salinité est observé vers 700m, où se situent les Eaux Antarctiques Intermédiaires formées également dans l'Atlantique Sud.

Densité

La densité de l'eau de mer dépend de la température (qui la fait diminuer) et de la salinité (qui la fait augmenter). Son calcul nécessite des mesures très précises de ces deux variables. Plus chaude et moins salée, l'eau de surface est moins dense. La densité augmente avec la profondeur (sinon les eaux seraient instables !) et entre 100 et 200 m, on retrouve la zone de température et de salinité relativement constantes et donc de faibles variations de densité.

Oxygène dissous

Les concentrations en oxygène dissous, maximales en surface en raison du contact et des échanges avec l'atmosphère, décroissent rapidement avec la profondeur. Minimales vers 250-400 m de profondeur, elles augmentent à nouveau ai niveau des Eaux Antarctiques Intermédiaires.

 

 


Coupe verticale de température le long de l'équateur

Le lancer régulier de sondes XBT fournit des profils verticaux de température de 0 à 800 m de profondeur, qu'il est possible de juxtaposer pour obtenir une coupe de la structure thermique de l'océan le long du trajet suivi par le navire.
La figure ci-dessous a été obtenue à partir des 11 profils effectués tous les degrés de longitude (à deux exceptions près) le long de l'équateur, entre 21 et 9°W. Elle est divisée en deux parties car l'échelle verticale est plus détaillée pour la couche de surface (0 - 250 m), où se trouvent les structures hydrologiques les plus remarquables et les plus importantes pour les interactions entre l'océan et l'atmosphère. Les eaux profondes sont moins variables et sont représentées avec une précision verticale moindre.
Sur l'ensemble de la colonne d'eau parcourue par la sonde XBT, la température passe de 27 à 5°C. La couche la plus chaude est délimitée par une couche de variation très brusque de la température, la thermocline : à 16°W, on perd 5°C de température en une vingtaine de mètres. Cette thermocline, souvent assiilée à l'isotherme 20°C, se situe à une cinquantaine de mètres mais s'atténue et remonte vers la surface dans la partie est de la coupe. Cela correspond à l'entrée progressive du navire dans la zone de l'upwelling équatorial (à partir de 15°W), que l'on voit bien sur les cartes de température de surface.


Vitesse et direction des courants sur la radiale 10°W

Le long du méridien 10°W, 24 stations hydrologiques ont été effectuées par l'Antea entre 10°S et 1,5°N. A chaque station, la bathysonde descend un courantomètre à effet Doppler (ADCP), qui mesure en continu la vitesse et la direction du courant. En juxtaposant ces données, on obtient une coupe verticale du courant, sur 1280 km et de la surface jusqu'à 200 m. Chaque mesure de courant est décomposée en une composante zonale (est-ouest) et une composante méridienne (nord-sud), qui sont représentées indépendamment sur des graphiques latitude-profondeur-courant, où à une latitude (axe horizontal) et une profondeur (axe vertical) données, la couleur indique la vitesse et la direction du courant.


Composante méridienne du courant

Cette figure montre la composante méridienne : la couleur indique la vitesse du courant en cm/s et sa direction vers le sud (valeurs négatives et couleurs froides) ou vers le nord (valeurs positives et couleurs chaudes). A toutes les latitudes et toutes les profondeur, la composante nord-sud du courant est toujours très faible ; sa vitesse dépasse rarement 10 cm/s. Dans les régions équatoriales, en effet, le transport des masses d'eaux est essentiellement zonal. Dans les couches supérieures au nord de 5°S, le faible transport vers le nord (en jaune) est lié à l'entrainement par le vent, qui souffle principalement dans cette direction dans le Golfe de Guinée pendant cette période.


Composante zonale du courant

La deuxième figure montre la composante zonale : la couleur indique la vitesse du courant en cm/s et sa direction vers l'ouest (valeurs négatives et couleurs froides) ou vers l'est (valeurs positives et couleurs chaudes). A la différence de la composante nord-sud, c'est cette composante est-ouest qui montre les structures de courants les plus importantes, avec des vitesses plus élevées, surtout dans la couche superficielle.
Au niveau de l'équateur, on observe plusieurs veines de courants portant alternativement vers l'est (en jaune) ou vers l'ouest (en bleu) : d'abord le Sous Courant Equatorial portant à l'est dans les 100 premiers mètres avec un noyau de 50 cm/s vers 50 m de profondeur (en rouge), puis une alternance de courants vers l'est ou vers l'ouest tous les 200 m environ. Ces structures sont la signature de "jets équatoriaux" décrits par les équipes de l'IRD et de l'ORSTOM lors des campagnes Cither, Etambot et Equalant dans les années 1990. A noter surtout un noyau vers 1600 m (en jaune) que l'on a pu associer suite à ces études au Courant Profond de Bord Ouest transportant vers le sud des Eaux Profondes Nord Atlantique formées dans l'Atlantique Nord, riches en fréons, et constituant une des branche profonde de la circulation thermohaline de grande échelle. Ce courant montre donc une circulation de ces eaux profondes vers l'est le long de l'équateur.
Ensuite, il est intéressant de noter l'alternance, en regardant de l'équateur vers le sud, de courants également vers l'est (2°S, 5°S, 9°S) ou vers l'ouest (3°S, 6 à 8°S) et ce sur toute la colonne d'eau... Toutes ces structures (jets et alternances est/ouest) sont la signature d'ondes. A 5°S-200 m, on note la présence du Sous Courant Equatorial Sud (en jaune). Celui situé à 3°S-100 m reste à décrire, mais a déjà été observé parfois pendant les campagnes Equalant et Egee précédentes...

 

 
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