Ondes de surface du pont de Bold Horizon pendant les expériences S-MODE de la NASA – NASA Earth Expeditions

Par Gwendal Marechal, chercheur postdoctoral à la Colorado School of Mines // Aboard the Bold Horizon //

Quittant les côtes bretonnes après mon doctorat, j’ai commencé un post-doctorat à la Colorado School of Mines. Après un mois dans les montagnes du Colorado, je me suis rendu à Newport, Oregon, pour embarquer à bord du Bold Horizon pour un mois de mesures au large de San-Francisco pour la campagne de terrain NASA S-MODE (Sub-Mesoscale Ocean Dynamics Experiment) . Cette expérience se concentre sur les ondes sous-mésoéchelle (échelles spatiales inférieures à environ 30 km, ou 18 miles, à ces latitudes), et tente d’examiner l’importance de ces structures pour les échanges océaniques verticaux et les flux entre la basse atmosphère et la haute océan.

Nous avons navigué vers le site de l’expérience après six jours de mobilisation à Newport. Il s’agit de ma première croisière portant sur un autre sujet que les ondes de gravité de surface (les ondes ci-après). En fait, pendant cette croisière, les vagues (fortes) sont souvent un inconvénient pour le déploiement de CTD, Eco-CTD cast et de plates-formes flottantes/sous-marines (planeurs de mer, planeurs de vagues, Saildrones). Cependant, ces ondes étaient l’un des principaux objectifs de l’avion Twin Otter volant au-dessus de nous pendant l’expérience S-MODE. Cet avion et son instrument MASS ont volé presque tous les jours tout au long de la croisière en collectant des informations sur l’état de la mer en très haute résolution. En d’autres termes, il mesurait la hauteur, la direction et la longueur d’onde des vagues. Aussi, avec son capteur optique, MASS capte les déferlantes issues des vagues, les fameux “moutons” à la surface de l’océan.

L’avion Twin-Otter lors de la campagne S-MODE. Crédit : Alex Kinsella

Bien que nous ne mesurions pas directement les vagues de Bold Horizon, certaines de nos plates-formes flottantes, telles que les Saildrones et les planeurs de vagues, mesurent les vagues. Parce que les courants jouent le rôle de frontière liquide entre l’océan et l’atmosphère, ils interagissent fortement avec les deux systèmes. Par conséquent, dans le contexte de la mesure des courants sous-méso-échelle et de leur flux air-mer associé et de leur mélange dans la partie supérieure de l’océan, la mesure des courants est obligatoire.

Par exemple, les vagues peuvent augmenter la probabilité de vagues déferlantes et donc les flux air-mer associés. On peut observer l’effet du courant sur les vagues aux emplacements de premier plan obtenus à partir de l’avion Twin-Otter.

Vagues dans le front actuel de l’avion Twin-Otter. On peut voir plus de whitecaps sur le côté gauche du front. Crédit : Nick Statom.

Au cours de la croisière, nous avons connu un grand nombre d’états de la mer, allant de vagues calmes à des vagues de près de 4 mètres (13 pieds) de haut en une nuit (le 23 octobre). La hauteur des vagues n’est pas vraiment un obstacle pour le déploiement des instruments et la vie à bord ; en effet, les vagues peuvent être hautes, mais très longues, permettant au navire de se déplacer sur elles comme sur des collines lisses. En revanche, des vagues raides, courtes et hautes, provoquent certainement un fort tangage et roulis du navire et donc un sommeil inconfortable ou la fin des lancers CTD. Cependant, ces vagues sont toujours accueillies avec joie par la veillée nocturne (de 16h à 4h du matin). Voir le laboratoire sec, la salle à manger et le pont s’incliner de plus de 10 degrés n’est rien de moins qu’une montagne russe traditionnelle. Assurez-vous que votre équipement est bien attaché !

Je passais la plupart de mon temps libre à regarder les vagues depuis le pont ou la passerelle du navire. Eh bien, mon temps libre à la lumière du jour ne dépasse pas 2 heures par jour, et c’est ma chance de parler à toute l’équipe scientifique, car c’est le seul moment où tout le monde est éveillé. J’ai profité de l’occasion pour travailler avec l’expert des interactions air-mer pour en savoir plus sur la couche limite atmosphérique à partir de simples observations de nuages ​​ou de déploiements de radiosondes. Certes, j’ai beaucoup appris sur la formation des nuages, la dynamique des nuages ​​et la relation étroite entre les nuages ​​et la température de surface de la mer. Pour ma part, j’ai essayé de partager mes connaissances “ringardes” sur les vagues déferlantes, les émissions d’embruns, la modulation des vagues et ce que je comprends en général sur la couche océanique peu profonde en mouvement.

Mesurant ou non les vagues, cette croisière était définitivement une nouvelle aventure amusante en mer avec l’équipe de veille nocturne (Mackenzie, Jessica, Igor, Ben et Alex) et l’équipage en général. J’attends avec impatience la prochaine croisière pour un nouveau voyage !

Vagues raides et hauteurs de vagues significatives depuis la bouée Point Reyes au large de la côte de San Francisco. La pente est calculée à partir de la période moyenne des vagues (T) et de la hauteur significative des vagues (Hs) : [4π2 × Hs/(T2 × 9.81)]

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