Dans le cadre du projet SWOT-Brésil, le LMI TAPIOCA lance une campagne en mer en partenariat avec l'UFPE dédiée à la validation du satellite SWOT récemment lancé. C’est la toute première expérience dans le projet TAPIOCA où le bateau brésilien « Ciencia Do Mar IV » est utilisé, jusqu’à présent, les campagnes Abraços 1 et 2 et AMAZOMIX ont été menées sur l’Antéa.
Satellite Swot (illustration d'artiste)
© D. R.
Contexte :
Le satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) lancé le 16 décembre 2022 est une étape technologique pionnière dans la mesure de la topographie des océans avec altimètre, qui donne accès à la circulation, les variations du niveau de la mer et du contenu thermique de l’océan. Le nouvel instrument interférométrique permet des mesures inédites sur une large bande de 60 km de part et d’autre du passage du satellite, avec des estimations débruitées de la surface de la mer à des échelles de 15 km.
C’est une percée technologique par rapport aux altimètres nadirs qui fournissent des estimations du niveau de la mer de bonne qualité pour les échelles supérieures à 50 km.
De mai à juillet 2023, le satellite suit une orbite d’une journée permettant de revisiter à haute fréquence l’océan (la phase d’échantillonnage rapide). L’UFPE, opérant actuellement le navire de recherche Ciencia Do Mar IV est en mesure d’effectuer un levé océanographique dédié sur la zone d’intérêt, et de fournir des mesures in situ précieuses pour une meilleure compréhension de la circulation et des écosystèmes marins.
Revisiting the Atlantic South Equatorial Current, Journal of Geophysical Research : Oceans, 126 (7),
© Figure tirée de Luko, C.D., I.C.A. da Silveira, I.T. Simoes-Sousa, J.M. Araujo, et A. Tandon,
Connaissance préalable :
Le courant du Brésil, branche méridionale du gyre subtropical de l'Atlantique Sud, suit et interagit avec le plateau continental, et transporte vers le pôle des eaux subtropicales chaudes, salées et oligotrophes. À 16°S, il est successivement dévié par les bancs Royal Charlotte et Abrolhos, générant des systèmes semi-permanents de tourbillons cycloniques et anticycloniques, interagissant également avec les flux intermédiaires vers l'équateur sous la thermocline. Cette activité à méso-échelle progresse vers les eaux superficielles riches en nutriments qui stimulent la productivité primaire.
L'empiétement du courant brésilien entraîne l'intrusion des eaux centrales de l'Atlantique Sud dans les bancs d'Abrolhos. Ces bancs, qui représentent un élargissement du plateau continental de plus de 220 km, constituent le complexe récifal tropical moderne le plus grand et le plus riche de l'Atlantique Sud-Ouest. "Abre os Olhos", "ouvrez les yeux", disaient autrefois les marins qui risquaient de faire naufrage sur ces récifs coralliens. Le flanc nord est très peu profond (10-30 m) et comprend un archipel de cinq îles, dont la plus grande mesure 1 km de long et 35 m de haut. La topographie a été modelée par la riche diversité des récifs au fil des ans. En raison de la richesse de la biodiversité endémique et des espèces uniques de récifs coralliens, le Brésil a créé sa première zone marine protégée en 1983 afin de limiter l'impact de la pêche locale et du tourisme.
Les bancs d'Abrolhos sont situés juste au sud du régime des alizés et sur le flanc nord de l'anticyclone de l'Atlantique Sud. La zone est donc soumise à un régime Est-Nord-Est la majeure partie de l'année, qui passe à une influence Est-Sud-Est à la fin de l'automne et pendant l'hiver. De façon constante, il y a un régime de houle en provenance du centre de l’Atlantique Sud, avec une hauteur de vague typique de 1 à 1,5 m qui entre à l'intérieur des bancs la majeure partie de l’année. Les marées semi-diurnes, dont la plus grande amplitude est de 2,5 m, se propagent du sud au nord des bancs. Les courants de marée associés peuvent atteindre 50 cm/s dans certains chenaux et modifient la configuration générale du courant du Brésil vers le sud sur les bancs.
Manque de connaissance :
Le banc d'Abrolhos, puis la crête de Vitoria-Trindade constituent de fortes contraintes topographiques pour le flux moyen et génèrent une turbulence à méso-échelle. La génération de marée interne apparaît au sud de la crête. Cependant, la circulation à plus fine échelle, en équilibre géostrophique ou non, est mal décrite dans ces zones, où l'on observe l'influence du vent et des vagues de l'Atlantique Sud, des courants de marée, le tout interagissant avec les flux de grande et méso-échelle.
Ciencia Do Mar IV
© Université fédérale de Pernambouc
Objectifs de la recherche :
La campagne SWOT-Abrolhos vise à caractériser à la mi- automne la circulation à fine échelle sur les Bancs, à fournir des observations sur les courants et les vagues qui seront comparées aux mesures SWOT et aux simulations des modèles régionaux. Elle servira également à vérifier comment la constellation actuelle d’altimétrie nadir du satellite décrit la circulation.
Pour ce faire, un relevé synoptique avec le navire de recherche brésilien « Ciencia do Mar IV » sera effectué, et deux amarrages peu profonds mesurant les courants et les vagues seront mis en place pendant trois mois.
La campagne SWOT-Abrolhos fournira un nouvel ensemble d'observations de la circulation à fine échelle pour cette zone de grande biodiversité ; elle vérifiera comment SWOT échantillonne cette circulation ; et permettra des études de modélisation dédiées à caractériser les interactions à toutes les échelles sur cette région topographique clé pour la circulation de l'Atlantique Sud.
Fin juillet 2023, une deuxième croisière avec le « Ciencia do Mar IV » est prévue afin de récupérer les deux amarrages et de réaliser un nouveau relevé ADCP avec le navire.
Dans le cadre de l’IMT TAPIOCA, cette campagne en mer est une nouvelle occasion d’associer la recherche brésilienne et française et de contribuer à la validation de la mission internationale SWOT. C’est un partage complet des ressources pour mener des travaux scientifiques.
Chercheurs principaux : Fabrice Hernandez (IRD/LEGOS, fabrice.hernandez@ird.fr ), Alex Costa (UFPE/DOCEAN, alex.csilva@ufpe.br ), Marcus Silva (UFPE/DOCEAN, marcus.asilva@ufpe.br).
Chercheurs associés : Ariane Koch-Larrouy (IRD/LEGOS), Ramila Viera (UFPE/DOCEAN), Moacyr Araujo (UFPE/DOCEAN), Leo Bruto (UFPE/DOCEAN), Pedro Melo (UFPE/DOCEAN), Vincent Ventrepotte (CNRS/LOV).
Instituts impliqués dans la campagne : Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre National de Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Mixte International TAPIOCA, Universidade Federal de Pernambouco (UFPE).
Point de contact pour le site de l'étude : Fabrice Hernandez (fabrice.hernandez@ird.fr).