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This thesis work contributes to our understanding of the fine scale oceanic signals in the tropics, that are the focus of attention for the future altimeter mission SWOT. These fine scales concern meso and submesoscale due to ocean dynamics (eddies, filaments) and internal waves such as the barocline or internal tide. Fines scales are important source of ocean mixing. Meso and submesoscale reflect turbulent dynamic associated with energy cascades giving rise to sea surface height or eddie kinetic wavenumber spectrum slope. The observed altimetric sea surface height spectral slope evaluated in the band 250-70 km are very flat in the tropics. They disagree with turbulence theories and with sea surface height spectral slope of the numerical model. This thesis aims to remove the ambiguity of this spectra flattening in the tropical Pacific (20°S-20°N) by quantifying energy levels and wavelengths related to mesoscale dynamics and internal waves. The importance of the internal tide in the tropics is then illustrated in a regional context in the Solomon Sea, where water mass mixing plays an important role in the connections between the subtropical region and the equatorial region.The first part of the thesis is based on a 3D spectral analysis (frequency, zonal and meridional wavelengths) of tropical dynamics from a 1/12° model. The equatorial region (10°N-10°S) is characterized by large zonal dynamics associated with equatorial waves and finer scale dynamics ( < 600 km) marked by preferentially meridional movements associated with tropical instabilities waves. In the non-equatorial regions (10°-20°NS) the finer scales are more isotropic and concentrated in the band 300-70 km, and are connected to the large zonal scales by an energy continuum reflecting the importance of the indirect cascade. The slopes of the modelled sea surface height wavenumber spectra over the meso/submesoscale band in the different tropical regions are curiously close to the QG/SQG theoretical spectra typical of mid latitudes, but the slopes disagree with those from altimetry observations. Including the high frequency internal waves in a 1/36° model forced by the barotropic tide shows that coherent (predictable) internal tide is the main contributor causing the flattening of the spectra in the tropics, and particularly the M2 first baroclinic mode. However, the contribution of the incoherent (non-predictable) tide dominates at scales below 70 km and still affects scales up to 200 km. This raises the question of the observability of meso/submesoscale structures in the tropics by satellite altimetry, including the future mission SWOT.The second part of the thesis focuses on the characteristics of the internal tide and its effects on the Solomon Sea circulation and water masses. The southern tip of Papua New Guinea and the Solomon Strait are the main areas of internal tide generation ; the internal tide then propagates and then dissipates within the Solomon Sea. The M2 mode 1 baroclinic component is the dominant internal tide component. However, the characteristics of the baroclinic tide are sensitive to ENSO-induced changes in the circulation and stratification conditions. Similarly, the baroclinic tide interacts with the ocean circulation and tends to increase baroclinic instabilities and to change the energy distribution between the mean and eddy fields. The tide also induces an important diapycnal mixing that erodes the salinity extremes within the thermocline and intermediate waters and also modifies and cools the surface waters, with possible consequences on ocean/atmosphere interactions.; Ce travail de thèse est une contribution à la description des signaux océaniques de fines échelles dans les tropiques, fines échelles objet de la futur mission altimétrique SWOT. Ces fines échelles spatiales concernent à la fois des phénomènes dits de méso et sous mésoéchelle, produits par la dynamique océanique (tourbillons, filaments) mais aussi des ondes internes (dont la marée barocline ou marée interne). Les fines échelles sont une source importante de mélange pour l’océan. La méso et sous mésoéchelle océanique traduisent une dynamique turbulente associée à des cascades d’énergie donnant lieu à des pentes spectrales sur des spectres en nombre d’onde de niveau de la mer ou d'énergie cinétique tourbillonnaire. Les pentes spectrales des spectres du niveau de la mer altimétrique sont calculées dans la bande 250-70 km, ces pentes sont très plates dans les tropiques. Par conséquence, elles sont en désaccord aussi bien avec les théories de la turbulence qu'avec les pentes des spectres du niveau de la mer des modèles numériques. Cette thèse vise à élucider ces désaccords dans le Pacifique tropical (20°S-20°N), en quantifiant les niveaux d’énergie et les longueurs d’onde relatives à la dynamique méso-échelle et aux ondes internes. L’importance de la marée interne dans les tropiques est illustrée dans le contexte régional de la mer des Salomon, où cette marée contribue à un fort mélange dans une zone de connexion entre la région subtropicale et la région équatoriale.La première partie de la thèse est une analyse spectrale 3D (fréquence, longueurs d'ondes zonales et méridiennes) de la dynamique tropicale à partir d’un modèle au 1/12°. La région équatoriale (10°N-10°S) se caractérise par une dynamique grande échelle zonale associée aux ondes équatoriales et une dynamique fine échelle (< 600 km) marquée par des mouvements préférentiellement méridiens en lien avec les ondes tropicales d’instabilité. Dans les régions non équatoriales (entre 10° et 20° de latitude) la fine échelle est davantage isotropique, concentrée dans la bande 300-70 km, et connectée à la grande échelle zonale par un continuum d'énergie traduisant l'importance de la cascade inverse. Les pentes des spectres en nombre d’onde de niveau de la mer relatives à la méso/sous-méso échelle des différentes régions sont curieusement proches des pentes théoriques typiques des moyennes latitudes,mais restent en désaccord avec celles issues des observations altimétriques. La prise en compte du signal haute fréquence des ondes internes dans un modèle au 1/36° forcé par la marée barotrope montre que la marée interne cohérente (prévisible), notamment associée au mode 1 de la composante M2, est le principal responsable de l'aplatissement des spectres dans les tropiques. Toutefois, la contribution de la marée incohérente (non prévisible) domine aux échelles inférieures à 70 km et affecte les échelles jusqu’à 200 km. Cela pose la question de l’observabilité des structures méso/sous-méso échelle par SWOT dans les tropiques.La seconde partie de la thèse est une étude des caractéristiques de la marée interne et de ses effets en mer des Salomon. La pointe sud est de la Papouasie Nouvelle Guinée et le détroit des Salomon sont les principales zones de génération des marées internes, qui se propagent et se dissipent ensuite à l’intérieur de la mer des Salomon. La marée barocline M2 de premier mode barocline y est la composante dominante de la marée interne. Les caractéristiques de cette marée barocline sont toutefois sensibles aux conditions de circulation et de stratification grande échelle associées à ENSO. L‘intéraction de la marée barocline avec la circulation moyenne a tendance à augmenter les instabilités baroclines et à modifier la répartition d’énergie entre champ moyen et turbulent. Elle induit également un mélange diapycnal important qui érode le maximum de salinité des eaux de la thermocline et modifie les eaux de surface avec des conséquences possibles sur les interactions océan/atmosphère.

ISI Document Delivery No.: 629YQ Times Cited: 4 Cited Reference Count: 58 Cited References: An SI, 2008, J CLIMATE, V21, P3, DOI 10.1175/2007JCLI1500.1 An S-I, 2000, GEOPHYS RES LETT, V27, P1573 An SI, 2000, J CLIMATE, V13, P2044, DOI 10.1175/1520-0442(2000)0132.0.CO;2 An SI, 2005, J CLIMATE, V18, P2617, DOI 10.1175/JCLI3433.1 An SI, 2004, J CLIMATE, V17, P2399, DOI 10.1175/1520-0442(2004)0172.0.CO;2 Annamalai H, 2007, J CLIMATE, V20, P1071, DOI 10.1175/JCL14035.1 BELMADANI A, 2010, J CLIM IN PRESS CANE MA, 1976, J MAR RES, V34, P629 Capotondi A, 2006, OCEAN MODEL, V15, P274, DOI 10.1016/j.ocemod.2006.02.004 Collins M, 2005, CLIM DYNAM, V24, P89, DOI 10.1007/s00382-004-0478-x Collins M, 2000, GEOPHYS RES LETT, V27, P3509, DOI 10.1029/2000GL011747 Delworth TL, 2006, J CLIMATE, V19, P643, DOI 10.1175/JCLI3629.1 Dewitte B, 2007, J CLIMATE, V20, P2002, DOI 10.1175/JCL14110.1 Dewitte B, 2007, J CLIMATE, V20, P1035, DOI 10.1175/JCLI4060.1 Dewitte B., 2000, Journal of Climate, V13, DOI 10.1175/1520-0442(2000)0132.0.CO;2 Dewitte B, 1996, J CLIMATE, V9, P1188, DOI 10.1175/1520-0442(1996)0092.0.CO;2 DiNezio PN, 2009, J CLIMATE, V22, P4873, DOI 10.1175/2009JCLI2982.1 Fedorov AV, 2000, SCIENCE, V288, P1997, DOI 10.1126/science.288.5473.1997 Guilyardi E, 2004, J CLIMATE, V17, P4623, DOI 10.1175/JCLI-3260.1 Guilyardi E, 2006, CLIM DYNAM, V26, P329, DOI 10.1007/s00382-005-0084-6 Guilyardi E, 2009, B AM METEOROL SOC, V90, P325, DOI 10.1175/2008BAMS2387.1 HALPERN D, 1995, J GEOPHYS RES, V100, P1525 HIRST AC, 1986, J ATMOS SCI, V43, P606, DOI 10.1175/1520-0469(1986)0432.0.CO;2 IMADA U, 2006, SOLA, V2, P164 Jin FF, 2003, GEOPHYS RES LETT, V30, DOI 10.1029/2002GL015983 Kirtman BP, 1997, J CLIMATE, V10, P1690, DOI 10.1175/1520-0442(1997)0102.0.CO;2 Kirtman BP, 2002, J CLIMATE, V15, P2301, DOI 10.1175/1520-0442(2002)0152.0.CO;2 KNUTSON TR, 1995, J CLIMATE, V8, P2181, DOI 10.1175/1520-0442(1995)0082.0.CO;2 Knutson TR, 1997, J CLIMATE, V10, P138, DOI 10.1175/1520-0442(1997)0102.0.CO;2 LARGE WG, 1994, REV GEOPHYS, V32, P363, DOI 10.1029/94RG01872 Levitus S., 1998, NOAA ATLAS NESDIS 18, V1, P346 Lin JL, 2007, GEOPHYS RES LETT, V34, DOI 10.1029/2006GL028937 Liu ZY, 2005, J CLIMATE, V18, P4684, DOI 10.1175/JCLI3579.1 Meehl GA, 2001, CLIM DYNAM, V17, P515, DOI 10.1007/PL00007929 MEEHL GA, 1993, CLIM DYNAM, V8, P117 Meehl GA, 2007, B AM METEOROL SOC, V88, P1383, DOI 10.1175/BAMS-88-9-1383 MEEHL GA, 1990, J CLIMATE, V3, P72, DOI 10.1175/1520-0442(1990)0032.0.CO;2 Meehl GA, 2006, CLIM DYNAM, V26, P549, DOI 10.1007/s00382-005-0098-0 MELLOR GL, 1982, REV GEOPHYS, V20, P851, DOI 10.1029/RG020i004p00851 Merryfield WJ, 2006, J CLIMATE, V19, P4009, DOI 10.1175/JCLI3834.1 Moon BK, 2004, GEOPHYS RES LETT, V31, DOI 10.1029/2003GL018829 Moon BK, 2007, CLIM DYNAM, V29, P101, DOI 10.1007/s00382-006-0219-4 Stockdale TN, 1998, J GEOPHYS RES-OCEANS, V103, P14325, DOI 10.1029/97JC02440 Timmermann A, 2002, GEOPHYS RES LETT, V29, DOI 10.1029/2001GL013369 Timmermann A, 1999, NATURE, V398, P694 Trenberth KE, 1997, GEOPHYS RES LETT, V24, P3057, DOI 10.1029/97GL03092 van Oldenborgh GJ, 2005, OCEAN SCI, V1, P81 VECCHI GA, 2008, EXAMINING TROPICAL P, V89 Yang HJ, 2005, GEOPHYS RES LETT, V32, DOI 10.1029/2004GL021624 Yeh SW, 2006, GEOPHYS RES LETT, V33, DOI 10.1029/2005GL025653 Yeh SW, 2007, J CLIMATE, V20, P203, DOI 10.1175/JCLI4001.1 Yeh SW, 2009, NATURE, V461, P511, DOI 10.1038/nature08316 Yukimoto S., 2001, PAP METEOROL GEOPHYS, V51, P47, DOI DOI 10.2467/MRIPAPERS.51.47 ZEBIAK SE, 1987, MON WEATHER REV, V115, P2262, DOI 10.1175/1520-0493(1987)1152.0.CO;2 Zelle H, 2005, J CLIMATE, V18, P4669, DOI 10.1175/JCLI3574.1 Zhang MH, 2006, GEOPHYS RES LETT, V33, DOI 10.1029/2006GL025942 Zhang RH, 2007, GEOPHYS RES LETT, V34, DOI 10.1029/2007GL032119 Zhang RH, 2006, GEOPHYS RES LETT, V33, DOI 10.1029/2005GL025286 Yeh, Sang-Wook Dewitte, Boris Yim, Bo Young Noh, Yign Korea Meteorological Administration Research and Development [RACS_2010-2006]; CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique); ANR (Agence Nationale de la Recherche) This work was funded by the Korea Meteorological Administration Research and Development Program under Grant RACS_2010-2006. B. Dewitte benefited from support of the CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) through a STAR (Science and Technology Amicable Research) program and of the ANR (Agence Nationale de la Recherche) through the PCCC (Peru Chile Climate Change) program. 4 SPRINGER NEW YORK CLIM DYNAM; The response of El Nio and Southern Oscillation (ENSO)-like variability to global warming varies comparatively between the two different climate system models, i.e., the Meteorological Research Institute (MRI) and Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) Coupled General Circulation Models (CGCMs). Here, we examine the role of the simulated upper ocean temperature structure in the different sensitivities of the simulated ENSO variability in the models based on the different level of CO(2) concentrations. In the MRI model, the sea surface temperature (SST) undergoes a rather drastic modification, namely a tendency toward a permanent El Nio-like state. This is associated with an enhanced stratification which results in greater ENSO amplitude for the MRI model. On the other hand, the ENSO simulated by GFDL model is hardly modified although the mean temperature in the near surface layer increases. In order to understand the associated mechanisms we carry out a vertical mode decomposition of the mean equatorial stratification and a simplified heat balance analysis using an intermediate tropical Pacific model tuned from the CGCM outputs. It is found that in the MRI model the increased stratification is associated with an enhancement of the zonal advective feedback and the non-linear advection. In the GFDL model, on the other hand, the thermocline variability and associated anomalous vertical advection are reduced in the eastern equatorial Pacific under global warming, which erodes the thermocline feedback and explains why the ENSO amplitude is reduced in a warmer climate in this model. It is suggested that change in stratification associated with global warming impacts the equatorial wave dynamics in a way that enhances the second baroclinic mode over the gravest one, which leads to the change in feedback processes in the CGCMs. Our results illustrate that the upper ocean vertical structure simulated in the CGCMs is a key parameter of the sensitivity of ENSO-like SST variability to global warming.

The objective of this thesis is to examine the modes of climatic connections between the low and high latitudes associated with rapid climatic variability of the last glacial period. This study is based on geochemical analysis of two marine sediment cores retrieved in the Eastern tropical Pacific. Eastern Equatorial Pacific sea surface salinities are estimated by combining δ18O measurements performed on planktonic foraminifera and paleothermometers. The regional salinity variations respond to latitudinal migrations of atmospheric convection zones, allowing to track atmospheric moisture transport from the Atlantic to the Pacific. Stable isotopes measured on benthic foraminifera coupled to organic geochemistry measurements permit to interpret these records in terms of intermediate water oceanic circulation, and to deduce modes of oceanic ventilation within the Pacific., Cette thèse a pour objectif l'étude des modes de connexions climatiques entre les basses et les hautes latitudes associés à la variabilité climatique rapide de la dernière période glaciaire. Elle est basée sur l'analyse géochimique de deux carottes de sédiments marins prélevées dans le Pacifique Est tropical. Les salinités des eaux de surface du Pacifique Est-équatorial sont estimées par des mesures du δ18O des foraminifères planctoniques couplées à des paléothermomètres. Les variations de salinités régionales répondent à la migration latitudinale des zones de convection atmosphérique, permettant de tracer les transferts interocéaniques de vapeur d'eau via l'atmosphère depuis l'Atlantique vers le Pacifique. Les isotopes stables mesurés sur les foraminifères benthiques couplés à des mesures de géochimie organique ont permis d'interpréter ces enregistrements en termes de circulation océanique des eaux intermédiaires, et d'en déduire des modes de ventilation océanique dans le Pacifique.

The objective of this work is to evaluate the contribution of a Mean Dynamic Topography (MDT) deduced from the GRACE gravimetric data, in order to reconstruct the Tropical Pacific Ocean circulation via data assimilation.Recent advances in our knowledge of the geoid have driven us to investigate the impact of using a fully observed absolute altimetric signal. The OPA model of the Tropical Pacific Ocean, where in-situ and quasi-synoptic data are available (TAO array), and a reduced order Kalman filter (SEEK) have been developed and used under different configurations. The first one assumes a pre-GRACE situation using an artificial MDT from the model itself, while the second one uses a fully observed MDT computed with the GRACE geoid. TAO temperature profiles are jointly assimilated into the model.This work points out the importance of the mean reference reliability to assimilate sea level anomaly. The main result concerns the improved ability of the assimilation system using GRACE to deal with both satellite and in-situ observations. The joint assimilation of altimetry and TAO data is more efficient thanks to a better compatibility brought by the use of GRACE data.Furthermore, a physical analysis has been conducted, considering the data assimilation contribution on the simulated dynamics of the Tropical Pacific Ocean. This work specifically aims at illustrating how data assimilation can contribute to improve our understanding of the wide amount of physical mechanisms driving the ocean dynamics in this region.Interestingly and retrospectively, this analysis also reveals an area (along 8°N) where the GRACE data may have a limitation that should be fixed., L'objectif de ce travail est d'estimer les apports d'une topographie dynamique moyenne (MDT) déduite des données gravimétriques GRACE, pour la reconstruction de la circulation océanique du Pacifique Tropical par assimilation de données.Les récentes avancées de notre connaissance du géoïde nous ont conduit à étudier l'impact de l'utilisation d'un signal altimétrique absolu. Un modèle (OPA) de l'Océan Pacifique Tropical, où des observations in-situ et quasi-synoptiques sont disponibles (réseau TAO), et un filtre de Kalman en rang réduit (SEEK) ont été mis au point et utilisés dans différentes configurations. La première suppose une situation pré-GRACE et utilise une MDT artificielle. La deuxième utilise une MDT observée déduite du géoïde GRACE. Conjointement à l'altimétrie, les profils de température TAO sont assimilés.Ce travail montre l'importance d'une bonne référence pour les résidus altimétriques. Le résultat le plus important concerne la capacité du système d'assimilation utilisant GRACE à mieux composer avec des données mixtes: satellites et in-situ. Ici, l'assimilation conjointe d'altimétrie et de données TAO est plus performante grâce à la meilleure compatibilité des données.En outre, une analyse physique, qui considère l'apport de l'assimilation à l'amélioration de la représentation de la dynamique du Pacifique Tropical, a été conduite. L'originalité de ce travail est de montrer comment l'assimilation contribue à améliorer notre compréhension des mécanismes physiques en action dans ce bassin.De manière intéressante et rétrospective, cette analyse révèle aussi une zone (8°N) où les données GRACE semblent avoir des faiblesses qu'il serait judicieux de corriger.

The objective of this work is to evaluate the contribution of a Mean Dynamic Topography (MDT) deduced from the GRACE gravimetric data, in order to reconstruct the Tropical Pacific Ocean circulation via data assimilation.Recent advances in our knowledge of the geoid have driven us to investigate the impact of using a fully observed absolute altimetric signal. The OPA model of the Tropical Pacific Ocean, where in-situ and quasi-synoptic data are available (TAO array), and a reduced order Kalman filter (SEEK) have been developed and used under different configurations. The first one assumes a pre-GRACE situation using an artificial MDT from the model itself, while the second one uses a fully observed MDT computed with the GRACE geoid. TAO temperature profiles are jointly assimilated into the model.This work points out the importance of the mean reference reliability to assimilate sea level anomaly. The main result concerns the improved ability of the assimilation system using GRACE to deal with both satellite and in-situ observations. The joint assimilation of altimetry and TAO data is more efficient thanks to a better compatibility brought by the use of GRACE data.Furthermore, a physical analysis has been conducted, considering the data assimilation contribution on the simulated dynamics of the Tropical Pacific Ocean. This work specifically aims at illustrating how data assimilation can contribute to improve our understanding of the wide amount of physical mechanisms driving the ocean dynamics in this region.Interestingly and retrospectively, this analysis also reveals an area (along 8°N) where the GRACE data may have a limitation that should be fixed.; L'objectif de ce travail est d'estimer les apports d'une topographie dynamique moyenne (MDT) déduite des données gravimétriques GRACE, pour la reconstruction de la circulation océanique du Pacifique Tropical par assimilation de données.Les récentes avancées de notre connaissance du géoïde nous ont conduit à étudier l'impact de l'utilisation d'un signal altimétrique absolu. Un modèle (OPA) de l'Océan Pacifique Tropical, où des observations in-situ et quasi-synoptiques sont disponibles (réseau TAO), et un filtre de Kalman en rang réduit (SEEK) ont été mis au point et utilisés dans différentes configurations. La première suppose une situation pré-GRACE et utilise une MDT artificielle. La deuxième utilise une MDT observée déduite du géoïde GRACE. Conjointement à l'altimétrie, les profils de température TAO sont assimilés.Ce travail montre l'importance d'une bonne référence pour les résidus altimétriques. Le résultat le plus important concerne la capacité du système d'assimilation utilisant GRACE à mieux composer avec des données mixtes: satellites et in-situ. Ici, l'assimilation conjointe d'altimétrie et de données TAO est plus performante grâce à la meilleure compatibilité des données.En outre, une analyse physique, qui considère l'apport de l'assimilation à l'amélioration de la représentation de la dynamique du Pacifique Tropical, a été conduite. L'originalité de ce travail est de montrer comment l'assimilation contribue à améliorer notre compréhension des mécanismes physiques en action dans ce bassin.De manière intéressante et rétrospective, cette analyse révèle aussi une zone (8°N) où les données GRACE semblent avoir des faiblesses qu'il serait judicieux de corriger.

The western tropical Pacific is a complex region where two ecosystems coexist, with very different physical and biological characteristics. In the western part, the fresh warm pool is an oligotrophic ecosystem limited by nitrate. In the eastern part, the cold tongue ecosystem with cold and salty waters, is more productive and limited by iron.We study the SeaWiFS chlorophyll concentrations as a proxy for the phytoplankton biomass. A statistical analysis (1997-2004) enables us to determine the main space and time scales of chlorophyll variability. We then study successively the seasonal cycle, a bloom linked to the 1997-98 El Niño (interannual variability) and the impact of westerly wind bursts on the intraseasonal scale.This thesis explores the relatively unknown biological variability in this region, which is at first order controlled by the winds and currents. It also stresses the importance of islands and coastal regions on the chlorophyll distribution and its variability.; Le Pacifique tropical ouest (120°E-160°W, 20°S-20°N) est une région complexe où coexistent deux écosystèmes aux frontières variables, et aux caractéristiques physiques et biologiques très différentes : la warm pool à l'ouest, écosystème oligotrophe limité par le nitrate, et la cold tongue à l'est, limitée par le fer. Nous utilisons les concentrations en chlorophylle SeaWiFS comme proxy pour la biomasse phytoplanctonique sur la période septembre 1997 à décembre 2004. Une analyse statistique nous permet de dégager les principaux modes spatiaux-temporels où se concentre la variabilité de la chlorophylle. Nous étudions ensuite successivement le cycle saisonnier, une manifestation de l'activité interannuelle et l'action des coups de vent d'ouest à l'échelle intrasaisonnière. Nous montrons ainsi que la variabilité des vents et des courants contrôle au premier ordre la biologie dans le Pacifique tropical ouest. Cette étude met également en lumière l'influence de la topographie sur la variabilité de la chlorophylle, bien au-delà des régions côtières.

The western tropical Pacific is a complex region where two ecosystems coexist, with very different physical and biological characteristics. In the western part, the fresh warm pool is an oligotrophic ecosystem limited by nitrate. In the eastern part, the cold tongue ecosystem with cold and salty waters, is more productive and limited by iron.We study the SeaWiFS chlorophyll concentrations as a proxy for the phytoplankton biomass. A statistical analysis (1997-2004) enables us to determine the main space and time scales of chlorophyll variability. We then study successively the seasonal cycle, a bloom linked to the 1997-98 El Niño (interannual variability) and the impact of westerly wind bursts on the intraseasonal scale.This thesis explores the relatively unknown biological variability in this region, which is at first order controlled by the winds and currents. It also stresses the importance of islands and coastal regions on the chlorophyll distribution and its variability.; Le Pacifique tropical ouest (120°E-160°W, 20°S-20°N) est une région complexe où coexistent deux écosystèmes aux frontières variables, et aux caractéristiques physiques et biologiques très différentes : la warm pool à l'ouest, écosystème oligotrophe limité par le nitrate, et la cold tongue à l'est, limitée par le fer. Nous utilisons les concentrations en chlorophylle SeaWiFS comme proxy pour la biomasse phytoplanctonique sur la période septembre 1997 à décembre 2004. Une analyse statistique nous permet de dégager les principaux modes spatiaux-temporels où se concentre la variabilité de la chlorophylle. Nous étudions ensuite successivement le cycle saisonnier, une manifestation de l'activité interannuelle et l'action des coups de vent d'ouest à l'échelle intrasaisonnière. Nous montrons ainsi que la variabilité des vents et des courants contrôle au premier ordre la biologie dans le Pacifique tropical ouest. Cette étude met également en lumière l'influence de la topographie sur la variabilité de la chlorophylle, bien au-delà des régions côtières.

The main modes of interannual climate variability in the tropical Pacific are identified using satellite data for the 1993-99 period and a linear model forced by observed wind for the 1964-99 period. The first mode is typical of ENSO variability. It consists of a zonal seesaw pattern in sea level around a fulcrum at the dateline, associated with an equatorial patch of zonal wind centered near the dateline. The second mode consists of a meridional seesaw pattern in sea level around a fulcrum at 5°N, associated with opposite zonal wind anomalies in the northwestern and southeastern parts of the tropical Pacific. The second mode, particularly active during the very strong 1982-83 and 1997-98 El Niño events, statistically leads ENSO by several months. Its temporal function seems to include a decadal component. Mass transports (0-200 m) associated with both modes of variability are simulated. The first mode is characterised by predominant zonal transports. The second mode, mainly associated with meridional geostrophic transports across 5°N, can be described as a low-frequency, asymmetric recharge oscillator.An OGCM forced by atmospheric reanalysis is then used for the 1951-99 period. It proves able to reproduce the modes of variability described above. The model outputs are validated against surface currents, warm water transports, dynamic height and sea level data. The simulated dynamic height includes a partly artificial linear trend. The origin of this trend is identified in the wind forcing. Subtropical cells, which may play an important role in the decadal variability of the tropical Pacific are simulated. The model shows, in agreement with available data, that the increase of the equatorial SST during the last decades could be linked to a decrease of the meridional transports in the pycnocline.; Les deux principaux modes de variabilité interannuelle en niveau de la mer et vent zonal sont mis en évidence à l’aide de données satellitaires sur la période 1993-99 et d’un modèle linéaire forcé par les vents observés sur la période 1964-99. Le premier mode, caractéristique d’ENSO, consiste en un basculement zonal de niveau de la mer autour de la ligne de changement de date, associé à des anomalies de vent équatorial à la même longitude.Le second mode consiste en un basculement méridien de niveau de la mer autour de 5°N, associé à des anomalies de vent de signe opposé dans le nord-ouest et le sud-est du Pacifique tropical. Ce second mode, statistiquement précurseur d’ENSO, semble inclure une composante décennale. Il est particulièrement actif pendant les forts événements El Niño de 1982-83 et 1997-98. Les transports (0-200m) associés à ces deux modes sont calculés à l’aide du modèle. Le premier mode est essentiellement lié à des transports zonaux. Le second mode, qui s’apparente à une version asymétrique et basse fréquence de la théorie de l’oscillateur rechargé, fait intervenir principalement le transport géostrophique à 5°N dans le milieu du bassin.Un OGCM, dont le forçage atmosphérique est issu de réanalyses, est utilisé ensuite sur la période 1951-99. Il reproduit les modes de variabilité décrits précédemment. Le modèle est validé à l’aide de données de courants de surface, transports, hauteur dynamique et niveau de la mer. La hauteur dynamique simulée montre une tendance linéaire en partie artificielle.L’origine de cette tendance est identifiée dans le forçage en vent. Les cellules méridiennes de circulation subtropicale, qui joueraient un rôle important dans la variabilité décennale du Pacifique tropical, sont simulées. Le modèle montre, en accord avec certaines données, que l’augmentation de la SST équatoriale durant les dernières décennies pourrait être liée à la baisse de la convergence des transports dans la pycnocline.

The main modes of interannual climate variability in the tropical Pacific are identified using satellite data for the 1993-99 period and a linear model forced by observed wind for the 1964-99 period. The first mode is typical of ENSO variability. It consists of a zonal seesaw pattern in sea level around a fulcrum at the dateline, associated with an equatorial patch of zonal wind centered near the dateline. The second mode consists of a meridional seesaw pattern in sea level around a fulcrum at 5°N, associated with opposite zonal wind anomalies in the northwestern and southeastern parts of the tropical Pacific. The second mode, particularly active during the very strong 1982-83 and 1997-98 El Niño events, statistically leads ENSO by several months. Its temporal function seems to include a decadal component. Mass transports (0-200 m) associated with both modes of variability are simulated. The first mode is characterised by predominant zonal transports. The second mode, mainly associated with meridional geostrophic transports across 5°N, can be described as a low-frequency, asymmetric recharge oscillator.An OGCM forced by atmospheric reanalysis is then used for the 1951-99 period. It proves able to reproduce the modes of variability described above. The model outputs are validated against surface currents, warm water transports, dynamic height and sea level data. The simulated dynamic height includes a partly artificial linear trend. The origin of this trend is identified in the wind forcing. Subtropical cells, which may play an important role in the decadal variability of the tropical Pacific are simulated. The model shows, in agreement with available data, that the increase of the equatorial SST during the last decades could be linked to a decrease of the meridional transports in the pycnocline.; Les deux principaux modes de variabilité interannuelle en niveau de la mer et vent zonal sont mis en évidence à l’aide de données satellitaires sur la période 1993-99 et d’un modèle linéaire forcé par les vents observés sur la période 1964-99. Le premier mode, caractéristique d’ENSO, consiste en un basculement zonal de niveau de la mer autour de la ligne de changement de date, associé à des anomalies de vent équatorial à la même longitude.Le second mode consiste en un basculement méridien de niveau de la mer autour de 5°N, associé à des anomalies de vent de signe opposé dans le nord-ouest et le sud-est du Pacifique tropical. Ce second mode, statistiquement précurseur d’ENSO, semble inclure une composante décennale. Il est particulièrement actif pendant les forts événements El Niño de 1982-83 et 1997-98. Les transports (0-200m) associés à ces deux modes sont calculés à l’aide du modèle. Le premier mode est essentiellement lié à des transports zonaux. Le second mode, qui s’apparente à une version asymétrique et basse fréquence de la théorie de l’oscillateur rechargé, fait intervenir principalement le transport géostrophique à 5°N dans le milieu du bassin.Un OGCM, dont le forçage atmosphérique est issu de réanalyses, est utilisé ensuite sur la période 1951-99. Il reproduit les modes de variabilité décrits précédemment. Le modèle est validé à l’aide de données de courants de surface, transports, hauteur dynamique et niveau de la mer. La hauteur dynamique simulée montre une tendance linéaire en partie artificielle.L’origine de cette tendance est identifiée dans le forçage en vent. Les cellules méridiennes de circulation subtropicale, qui joueraient un rôle important dans la variabilité décennale du Pacifique tropical, sont simulées. Le modèle montre, en accord avec certaines données, que l’augmentation de la SST équatoriale durant les dernières décennies pourrait être liée à la baisse de la convergence des transports dans la pycnocline.