Author: "Nicolas Kolodziejczyk" / Publisher: hal ccsd - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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1. Meltwater Lenses Over the Chukchi and the Beaufort Seas During Summer 2019: From In Situ to Synoptic View

Author: Alexandre Supply, Jacqueline Boutin, Nicolas Kolodziejczyk, Gilles Reverdin, Camille Lique, Jean‐Luc Vergely, Xavier Perrot, Laboratoire Géosciences Océan (LGO), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), and TOSCA/SMOS-Ocean project supported by CNES
Subjects: SMAP, Meltwater lenses, Oceanography, meltwater lenses, Geophysics, Space and Planetary Science, Geochemistry and Petrology, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Arctic Ocean, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), sea surface salinity, Arctic ocean, Sea Surface Salinity, SMOS
Abstract: We investigate the Chukchi and the Beaufort seas in the Arctic Ocean, where salty and warm Pacific Water flows in through the Bering Strait and interacts with the sea ice, contributing to its summer melt. Thanks to in situ measurements recorded by two saildrones deployed during summer 2019 and to refined sea ice filtering in satellite L-Band radiometric data, we demonstrate the ability of satellite sea surface salinity (SSS) observed by SMOS and SMAP to capture SSS freshening induced by sea ice melt. We refer to these freshening events as meltwater lenses (MWL). The largest MWL observed by the saildrones during this period occupied a large part of the Chukchi shelf, with a SSS freshening reaching -5 practical salinity scale, persisting for up to one month. This MWL restricted the transfer of air-sea momentum to the upper ocean, as illustrated by measured wind speed and vertical profiles of currents. With satellite-based sea surface temperature, satellite SSS provides a monitoring of the different water masses encountered in the region during summer 2019. Using sea ice concentration and estimated Ekman transport, we analyse the spatial variability of sea surface properties after the sea ice edge retreat over the Chukchi and the Beaufort seas. The two MWL captured by the saildrones and the satellite measurements resulted from different dynamics. Over the Beaufort Sea, the MWL evolution followed the meridional sea ice retreat whereas, in the Chukchi Sea, a large persisting MWL was generated by advection and subsequent melting of a sea ice filament. Key Points Saildrones and L-Band radiometers detect large sea surface salinity variability induced by sea ice over the Chukchi and the Beaufort Sea Low surface salinity due to sea ice melting decreases the vertical extent of momentum transfer, inhibiting it beyond 10 meters depth Meltwater lenses may persist more than one month and reach a surface salinity 5 pss fresher than surrounding waters Plain Language Summary The Arctic Ocean is an area of large variations in salinity. Salinity is a main driver of ocean circulation as it determines (with seawater temperature) the seawater density. However, very little is known about salinity variations there, due to the paucity of measurements near ice and in river plumes where surface water is freshest. Here, we use surface salinity measurements from two autonomous vehicles, named saildrones, to show that satellite measurements can identify the evolution of freshwater lenses that result from sea ice melt. Over the Chukchi and the Beaufort seas, sea surface salinity exhibits large seasonal changes, partly because of the sea ice melting. In this region, water from the North Pacific Ocean enters the Arctic Ocean, resulting in large gradients of salinity and temperature. During summer 2019, the saildrones measured the surface salinity and temperature variability as the sea ice retreated northwards. By comparing these data with the measurements from satellites, we showed that satellites can detect these pools of fresh surface water in the Arctic Ocean, increasing the field of application of satellites to understand changes in conditions that determine the Arctic's role in climate change.
Published: 2022

2. Imprint of intrinsic ocean variability on decadal trends of regional sea level and ocean heat content using synthetic profiles

Author: William Llovel, Nicolas Kolodziejczyk, Sally Close, Thierry Penduff, Jean-Marc Molines, Laurent Terray, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Grenoble Alpes (UGA), Climat, Environnement, Couplages et Incertitudes [Toulouse] (CECI), and Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: atmospherically-forced variability, thermosteric sea level, decadal trends, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, chaotic intrinsic variability, [SDU]Sciences of the Universe [physics], ocean heat content, Public Health, Environmental and Occupational Health, large ensemble simulations, Argo float, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, General Environmental Science
Abstract: The global ocean is warming and has absorbed 90% of the Earth Energy Imbalance over 2010–2018 leading to global mean sea level rise. Both ocean heat content (OHC) and sea level trends show large regional deviations from their global means. Both quantities have been estimated from in-situ observations for years. However, in-situ profile coverage is spatially uneven, leading to uncertainties when assessing both OHC and sea level trends, especially at regional scale. Recently, a new possible driver of regional sea level and OHC trends has been highlighted using eddy-permitting ensemble ocean simulations over multiple decades: non-linear ocean processes produce chaotic fluctuations, which yield random contributions to regional decadal OHC and sea level trends. In-situ measurements capture a combination of the atmospherically-forced response and this intrinsic ocean variability. It is therefore important to understand the imprint of the chaotic ocean variability recorded by the in-situ measurement sampling in order to assess its impact and associated uncertainty on regional budgets. A possible approach to investigate this problem is to use a set of synthetic in-situ-like profiles extracted from an ensemble of forced ocean simulations started from different states and integrated with the same atmospheric forcing. Comparisons between the original ensemble outputs and the remapped, subsampled, in-situ-like profiles elucidate the contribution of chaotic ocean variability to OHC and regional sea level trends. Our results show that intrinsic variability may be large in eddy-active regions in the gridded model outputs, and remains substantial when using the in-situ sampling-based estimates. Using the latter, the same result is also found on large scales, for which atmospheric forcing has been identified as the main driver. Our results suggest accounting for this intrinsic ocean variability when assessing regional OHC and sea level trend budgets on decadal time scales.
Published: 2022

3. Satellite-based Sea Surface Salinity designed for Ocean and Climate Studies

Author: Jacqueline Boutin, Nicolas Reul, Julia Köhler, Adrien C.H. Martin, Rafael Catany, Sebastien Guimbard, Frederic Rouffi, Jean-Luc Vergely, Manuel Arias, Meriem Chakroun, Giovanni Corato, Victor Esttella-Perez, Audrey Emilie Alice Hasson, Simon A. Josey, Dimitry Khvorostyanov, Nicolas Kolodziejczyk, Juliette Mignot, Léa Olivier, Gilles Reverdin, Detlef Stammer, Alexandre Supply, Clovis Thouvenin-Masson, Antonio Turiel, Jerome Vialard, Paolo Cipollini, Craig Donlon, Roberto Sabia, Susanne Mecklenburg, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), ARGANS Limited, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences
Published: 2021

4. Objective analysis of SMOS and SMAP sea surface salinity to reduce large-scale and time-dependent biases from low to high latitudes

Author: Jean-Luc Vergely, Nicolas Kolodziejczyk, Gilles Reverdin, Mathieu Hamon, Alexandre Supply, Nicolas Reul, Jacqueline Boutin, Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Ocean, Atmospheric Science, Salinity, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Scale (ratio), 010505 oceanography, Ocean Engineering, Objective analysis, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Surface observations, 01 natural sciences, Latitude, Satellite observations, 13. Climate action, In situ oceanic observations, Climatology, Environmental science, 14. Life underwater, Sea surface salinity, Interpolation schemes, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Ten years of L-band radiometric measurements have proven the capability of satellite sea surface salinity (SSS) to resolve large-scale-to-mesoscale SSS features in tropical to subtropical ocean. In mid-to-high latitudes, L-band measurements still suffer from large-scale and time-varying errors. Here, a simple method is proposed to mitigate the large-scale and time-varying errors. First, an optimal interpolation using a large correlation scale (~500 km) is used to map independently Soil Moisture Ocean Salinity (SMOS) and Soil Moisture Active Passive (SMAP) level-3 (L3) data. The mapping is compared with the equivalent mapping of in situ observations to estimate the large-scale and seasonal biases. A second mapping is performed on adjusted SSS at the scale of SMOS/SMAP spatial resolution (~45 km). This procedure merges both products and increases the signal-to-noise ratio of the absolute SSS estimates, reducing the root-mean-square difference of in situ satellite products by about 26%–32% from mid- to high latitudes, respectively, in comparison with the existing SMOS and SMAP L3 products. However, in the Arctic Ocean, some issues on satellite retrieved SSS related to, for example, radio frequency interferences, land–sea contamination, and ice–sea contamination remain challenging to reduce given the low sensitivity of L-band radiometric measurements to SSS in cold water. Using the International Thermodynamic Equation Of Seawater—2010 (TEOS-10), the resulting level-4 SSS satellite product is combined with satellite-microwave SST products to estimate sea surface density, spiciness, and haline contraction and thermal expansion coefficients. For the first time, we illustrate how useful these satellite-derived parameters are to fully characterize the surface ocean water masses at large mesoscale.
Published: 2021

5. New insights into SMOS sea surface salinity retrievals in the Arctic Ocean

Author: Jean-Luc Vergely, Alexandre Supply, Nicolas Reul, Anastasiia Tarasenko, Nicolas Kolodziejczyk, Jacqueline Boutin, Gilles Reverdin, Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Arctic and Antarctic Research Institute (AARI), Russian Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring (Roshydromet), CNES-TOSCA ‘SMOS-Ocean’, Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Brightness, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil Science, Stratification (water), 01 natural sciences, Standard deviation, Latitude, Arctic Ocean, Sea ice, 14. Life underwater, Computers in Earth Sciences, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, geography, geography.geographical_feature_category, 010505 oceanography, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, Geology, Salinity, SSS, Sea surface salinity, Sea surface temperature, 13. Climate action, Climatology, Environmental science, Satellite, SMOS
Abstract: Since 2010, the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite mission monitors the earth emission at L-Band, providing the longest time series of Sea Surface Salinity (SSS) from space over the global ocean. However, retrieving SSS at high latitudes with a reasonable accuracy remains challenging, in particular due to the low sensitivity of L-Band radiometric measurements to SSS in cold waters and to the contamination of SMOS measurements by the vicinity of continents and sea ice as well as the presence of Radio Frequency Interferences. In this paper, we assess the quality of weekly SSS fields derived from swath-ordered instantaneous SMOS SSS (so called Level 2) distributed by the European Space Agency. These products are filtered according to new criteria. We use the pseudo-dielectric constant retrieved from SMOS brightness temperatures to filter SSS pixels polluted by sea ice. We identify that the dielectric constant model and the sea surface temperature auxiliary parameter used as prior information in the SMOS SSS retrieval are significant sources of uncertainty. We develop a novel correction methodology accordingly.SSS Standard deviation of differences (STDD) between weekly SMOS SSS and in-situ near surface salinity significantly decrease after applying the SSS correction, from 1.46 pss to 1.26 pss. The correlation between new SMOS SSS and in-situ near surface salinity reaches 0.94. SMOS estimates better capture SSS variability in the Arctic Ocean in comparison to TOPAZ reanalysis (STDD = 1.86 pss), particularly in river plumes fresher by about 10 pss than surrounding waters. Furthermore, comparisons with in-situ measurements ranging from 1 to 11 m depths identify huge vertical stratification in fresh regions. This emphasizes the need to consider in-situ salinity as close as possible to the sea surface when validating L-band radiometric SSS which are representative of the first top centimeter.
Published: 2020

6. Interannual Variability of Upper Ocean Water Masses as Inferred From Argo Array

Author: Esther Portela, William Llovel, Nicolas Kolodziejczyk, Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, interannual variability, Oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Geochemistry and Petrology, ocean heat content, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, Argo, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, 010505 oceanography, atmospheric forcing, Atmospheric forcing, mode water, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Mode water, Environmental science, Seawater, water masses, Ocean heat content
Abstract: nterannual variability of Ocean Heat Content (OHC) is intimately linked to ocean water mass changes. Water mass characteristics are imprinted at the ocean surface and are modulated by climate variability on interannual to decadal time scales. In this study, we investigate the water mass change and their variability using an isopycnal decomposition of the OHC. For that purpose, we address the thickness and temperature changes of these water masses using both individual temperature‐salinity profiles and optimal interpolated products from Argo data. Isopycnal decomposition allows us to characterize the water masses interannual variability and decadal trends of volume and OHC. During the last decade (2006–2015), much of interannual and decadal warming is associated with Southern Hemisphere Subtropical Mode Water (STMW) and Subantarctic Mode Water (SAMW), particularly in the South Pacific Eastern Subtropical Mode Water (SPESTMW), the Southeastern Indian Subantarctic Mode Water (SEISAMW) and the Southern Pacific SAMW (SPSAMW). In contrast, Antarctic Intermediate Water (AAIW) in the Southern Hemisphere and North Atlantic STMW (NASTMW) in the Northern Hemisphere have cooled. This OHC interannual variability is mainly explained by volume (or mass) changes of water masses related to the isopycnal heaving. The forcing mechanisms and interior dynamics of water masses are discussed in the context of the wind stress change and ocean adjustment occurring at interannual time scale. Key points Upper global Ocean mode water are the hot spots of 2006‐2015 ocean heat trend Southern hemisphere mode water gained volume and buoyancy over 2006‐2015 Wind forcing and oceanic adjustment may partly explain the interannual mode water volume change
Published: 2019

7. On the Future of Argo: A Global, Full-Depth, Multi-Disciplinary Array

Author: Jonathan D. Nash, Andreas Sterl, Diarmuid Ó. Conchubhair, Mathieu Belbeoch, Toste Tanhua, Lynne D. Talley, Thierry Carval, Stephanie Waterman, Yueng-Djern Lenn, Kenneth S. Johnson, Ariel Troisi, Virginie Thierry, Sarah G. Purkey, Satya Prakash, Damien Desbruyères, Giorgio Dall'Olmo, Katja Fennel, Robert Hallberg, Gregory C. Johnson, James N. Moum, Ilker Fer, Brian A. King, Gael Forget, Emily L. Shroyer, Toshio Suga, Peter R. Oke, Rik Wanninkhof, Fei Chai, Are Olsen, Emmanuel Boss, Nicolas Kolodziejczyk, Markus Jochum, Sandy J. Thomalla, N. V. Zilberman, Amy F. Waterhouse, Guillaume Maze, Alberto C. Naveira Garabato, Catherine Schmechtig, Thomas W. Trull, Andrew J. Watson, Fabrizio D'Ortenzio, Haili Wang, Kjell Arne Mork, Pedro Vélez-Belchí, Paulo H. R. Calil, Philip Sutton, Jianping Xu, Steven R. Jayne, Tetsuichi Fujiki, Howard J. Freeland, Henry C. Bittig, Cara Wilson, Hervé Claustre, Ichiro Yasuda, Annie P. S. Wong, John M. Toole, Claudia Schmid, Megan Scanderbeg, Marion Gehlen, Raffaele Ferrari, Arne Körtzinger, Toshiyuki Hibiya, Dean Roemmich, Susan Wijffels, Tamaryn Morris, Sylvie Pouliquen, Matthew H. Alford, Takeyoshi Nagai, Waldemar Walczowski, Pierre-Yves Le Traon, Molly O. Baringer, Blair J. W. Greenan, W. Brechner Owens, KiRyong Kang, Jon Turton, Fiona Carse, Shigeki Hosoda, Rama Rao E. Pattabhi, Dorothee C. E. Bakker, Stephen C. Riser, Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Oceans and Atmosphere Flagship [Brisbane], Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), University of California, CSIRO Marine and Atmospheric Research (CSIRO), University of East Anglia [Norwich] (UEA), School of Marine Sciences, University of Maine, Unité de recherche Géosciences Marines (Ifremer) (GM), Oregon State University (OSU), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Oceanography [Halifax] (DO), Dalhousie University [Halifax], Bjerknes Centre for Climate Research (BCCR), Department of Biological Sciences [Bergen] (BIO / UiB), University of Bergen (UiB)-University of Bergen (UiB), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Cancer Genetics Branch, National Institute of Health (NIH)-National Human Genome Research Institute (NHGRI), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Biomedical Technology and Cell Therapy Research Laboratory, Montreal, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Observatoire des sciences de l'univers Ecce Terra [Paris] (ECCE TERRA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI), Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Southern Ocean Carbon and Climate Observatory, CSIR, Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre (ACE-CRC), NOAA Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory (AOML), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Scripps Institution of Oceanography (SIO), University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California-University of California, Evolution Paris-Seine, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université des Antilles (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC), McMaster University [Hamilton, Ontario], University of California (UC), Géosciences Marines (GM), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des sciences de l'univers Ecce Terra [Paris] (OSU ECCE TERRA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Scripps Institution of Oceanography (SIO - UC San Diego), University of California (UC)-University of California (UC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), and Observatoire des sciences de l'univers Ecce Terra (ECCE TERRA)
Subjects: 0106 biological sciences, lcsh:QH1-199.5, 010504 meteorology & atmospheric sciences, warming, Computer science, Data management, Matematikk og naturvitenskap: 400::Geofag: 450::Oseanografi: 452 [VDP], Sede Central IEO, Ocean Engineering, lcsh:General. Including nature conservation, geographical distribution, VDP::Oseanografi: 452, Aquatic Science, Oceanography, 01 natural sciences, salinity, Mathematics and natural scienses: 400::Geosciences: 450::Oceanography: 452 [VDP], Basic research, Multidisciplinary approach, Profiling (information science), 14. Life underwater, VDP::Oceanography: 452, lcsh:Science, Argo, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Global and Planetary Change, Multi disciplinary, Oseanografi / Oceanography, business.industry, 010604 marine biology & hydrobiology, temperature, Ocean depth, floats, global, ocean, Sea surface temperature, 13. Climate action, Systems engineering, circulation, lcsh:Q, business, Oseanografi
Abstract: The Argo Program has been implemented and sustained for almost two decades, as a global array of about 4000 profiling floats. Argo provides continuous observations of ocean temperature and salinity versus pressure, from the sea surface to 2000 dbar. The successful installation of the Argo array and its innovative data management system arose opportunistically from the combination of great scientific need and technological innovation. Through the data system, Argo provides fundamental physical observations with broad societally-valuable applications, built on the cost-efficient and robust technologies of autonomous profiling floats. Following recent advances in platform and sensor technologies, even greater opportunity exists now than 20 years ago to (i) improve Argo’s global coverage and value beyond the original design, (ii) extend Argo to span the full ocean depth, (iii) add biogeochemical sensors for improved understanding of oceanic cycles of carbon, nutrients, and ecosystems, and (iv) consider experimental sensors that might be included in the future, for example to document the spatial and temporal patterns of ocean mixing. For Core Argo and each of these enhancements, the past, present, and future progression along a path from experimental deployments to regional pilot arrays to global implementation is described. The objective is to create a fully global, top-to-bottom, dynamically complete, and multidisciplinary Argo Program that will integrate seamlessly with satellite and with other in situ elements of the Global Ocean Observing System (Legler et al., 2015). The integrated system will deliver operational reanalysis and forecasting capability, and assessment of the state and variability of the climate system with respect to physical, biogeochemical, and ecosystems parameters. It will enable basic research of unprecedented breadth and magnitude, and a wealth of ocean-education and outreach opportunities., Sí
Published: 2019

8. Subsurface Fine-Scale Patterns in an Anticyclonic Eddy Off Cap-Vert Peninsula Observed From Glider Measurements

Author: Nicolas Kolodziejczyk, Claire Gourcuff, Gerd Krahmann, Patrice Brehmer, Philippe Estrade, Xavier Capet, Pierre Testor, Saliou Faye, Malick Wade, Florian Schütte, Vincent Echevin, Laurent Mortier, Johannes Karstensen, Alexis Chaigneau, Alban Lazar, Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Variabilité de l'Océan et de la Glace de mer (VOG), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Gaston Berger de Saint-Louis Sénégal (UGB), Institut Sénégalais de Recherches Agricoles [Dakar] (ISRA), Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), EGU, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR - Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences de l’Atmosphère et de l’Océan, Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Campus International UCAD-IRD [Dakar, Senegal], European Project: 603521,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2013-two-stage,PREFACE(2013), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche pour le développement (IRD [Sénégal]), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 635359,H2020,H2020-BG-2014-2,BRIDGES(2015), European Project: 633211,H2020,H2020-BG-2014-2,AtlantOS(2015), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Pinsard, Françoise
Subjects: Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, meoscale eddy, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], tropical Atlantic, Temperature salinity diagrams, submesoscale, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], glider, Tropical Atlantic, Oceanography, 01 natural sciences, Cape verde, stirring, Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, glider measurements, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, geography.geographical_feature_category, 010505 oceanography, Continental shelf, ACL, Geophysics, Eddy, Space and Planetary Science, Anticyclone, OMZ, Thermohaline circulation, measurements, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Geology
Abstract: International audience; Glider measurements acquired along four transects between Cap-Vert Peninsula and theCape Verde archipelago in the eastern tropical North Atlantic during March–April 2014 were used to investigate fine-scale stirring in an anticyclonic eddy. The anticyclone was formed near 12°N off the continental shelf and propagated northwest toward the Cape Verde islands. At depth, between 100 and–400 m, the isolated anticyclone core contained relatively oxygenated, low-salinity South Atlantic CentralWater, while the surrounding water masses were saltier and poorly oxygenated. The dynamical and thermohaline subsurface environment favored the generation offine-scale horizontal and vertical temperature and salinity structures in and around the core of the anticyclone. These features exhibited horizontal scales of O(10–30 km) relatively small with respect to the eddy radius of O(150 km). The vertical scales of O(5–100 m) were associated to density-compensated gradient. Spectra of salinity and oxygen along isopycnals revealed a slope of around k-2in the 10- to 100-km horizontal scale range.Further analyses suggest that the fine-scale structures are likely related to tracer stirring processes. Such mesoscale anticyclonic eddies and the embedded fine-scale tracers in and around them could play a major role in the transport of South Atlantic Central Water masses and ventilation of the North Atlantic Oxygen Minimum Zone.
Published: 2019

9. A model perspective on the dynamics of the shadow zone of the eastern tropical North Atlantic – Part 1: the poleward slope currents along West Africa

Author: Lala Kounta, Xavier Capet, Julien Jouanno, Nicolas Kolodziejczyk, Bamol Sow, Amadou Thierno Gaye, Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Océan du Large et Variabilité Climatique (OLVAC), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Océanographie, des sciences de l'environnement et du climat [Sénégal] (LOSEC), Université Assane SECK de Ziguinchor (UASZ), ART PhD program of the Institut de Recherche pour le Développement AMMA2050 project (funded under the Future Climate for Africa program by the NERC and DFID), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 13. Climate action, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 14. Life underwater
Abstract: The West African seaboard is one of the upwelling sectors that has received the least attention, and in situ observations relevant to its dynamics are particularly scarce. The current system in this sector is not well known and understood, e.g., in terms of seasonal variability, across-shore structure, and forcing processes. This knowledge gap is addressed in two studies that analyze the mean seasonal cycle of an eddy-permitting numerical simulation of the tropical Atlantic. Part 1 is concerned with the circulation over the West African continental slope at the southernmost reach of the Canary Current system, between ∼8 and 20∘ N. The focus is on the depth range most directly implicated in the wind-driven circulation (offshore and coastal upwellings and Sverdrup transport) located above the potential density σt=26.7 kg m−3 in the model (approx. above 250 m of depth). In this sector and for this depth range, the flow is predominantly poleward as a direct consequence of positive wind stress curl forcing, but the degree to which the magnitude of the upper ocean poleward transport reflects Sverdrup theory varies with latitude. The model poleward flow also exhibits a marked semiannual cycle with transport maxima in spring and fall. Dynamical rationalizations of these characteristics are offered in terms of wind forcing of coastal trapped waves and Rossby wave dynamics. Remote forcing by seasonal fluctuations of coastal winds in the Gulf of Guinea plays an instrumental role in the fall intensification of the poleward flow. The spring intensification appears to be related to wind fluctuations taking place at shorter distances north of the Gulf of Guinea entrance and also locally. Rossby wave activity accompanying the semiannual fluctuations of the poleward flow in the coastal waveguide varies greatly with latitude, which in turn exerts a major influence on the vertical structure of the poleward flow. Although the realism of the model West African boundary currents is difficult to determine precisely, the present in-depth investigation provides a renewed framework for future observational programs in the region.
Published: 2018

10. New SMOS Sea Surface Salinity with reduced systematic errors and improved variability

Author: Jérôme Vialard, Nicolas Reul, Gilles Reverdin, Jacqueline Boutin, Audrey Hasson, Francesco D'Amico, Nicolas Kolodziejczyk, Jean-Luc Vergely, Stéphane Marchand, Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), CNES-CATDS 2016, 2017 and CNES-TOSCA 2016, 2017 SMOS-Ocean projects, Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Systematic error, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0211 other engineering and technologies, Mesoscale meteorology, Soil Science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Standard deviation, 14. Life underwater, Sea surface salinity, Natural variability, Computers in Earth Sciences, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Sea Surface Salinity, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, Geology, SMAP, Salinity, SSS, 13. Climate action, Climatology, Environmental science, Satellite, SMOS
Abstract: Salinity observing satellites have the potential to monitor river fresh-water plumes mesoscale spatio-temporal variations better than any other observing system. In the case of the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite mission, this capacity was hampered due to the contamination of SMOS data processing by strong land-sea emissivity contrasts. Kolodziejczyk et al. (2016) (hereafter K2016) developed a methodology to mitigate SMOS systematic errors in the vicinity of continents, that greatly improved the quality of the SMOS Sea Surface Salinity (SSS). Here, we find that SSS variability, however, often remained underestimated, such as near major river mouths. We revise the K2016 methodology with: a) a less stringent filtering of measurements in regions with high SSS natural variability (inferred from SMOS measurements) and b) a correction for seasonally-varying latitudinal systematic errors. With this new mitigation, SMOS SSS becomes more consistent with the independent SMAP SSS close to land, for instance capturing consistent spatio-temporal variations of low salinity waters in the Bay of Bengal and Gulf of Mexico. The standard deviation of the differences between SMOS and SMAP weekly SSS is
Published: 2018

11. Satellite and In Situ Salinity: Understanding Near-Surface Stratification and Subfootprint Variability

Author: Ludovic Brucker, Andrea Santos-Garcia, Tong Lee, Jacqueline Boutin, Alexander Soloviev, Emmanuel P. Dinnat, Brian Ward, Wenqing Tang, Nicolas Reul, William E. Asher, Nadya T. Vinogradova, Nicolas Kolodziejczyk, Julian Schanze, Kyla Drushka, Jessica Anderson, Thomas Meissner, Yi Chao, Christophe Maes, Thierry Delcroix, W.L. Jones, R. Drucker, Lisan Yu, Gilles Reverdin, Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UCLA Joint Institute for Regional Earth System Science and Engineering (JIFRESSE), University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California-University of California-NASA, Remote Sensing Solutions, University of Washington [Seattle], Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Oceanography [Seattle], Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Ifremer, Centre de Toulon, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Earth and Space Research Institute [Seattle] (ESR), Nova Southeastern University (NSU), Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Universities Space Research Association (USRA), GSFC Cryospheric Sciences Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Electrical and Computer Engineering Department [Orlando], University of Central Florida [Orlando] (UCF), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Remote Sensing Systems [Santa Rosa] (RSS), Atmospheric and Environmental Research, Inc. (AER), National University of Ireland [Galway] (NUI Galway), CNES, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), University of California (UC)-University of California (UC)-NASA, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0211 other engineering and technologies, Mesoscale meteorology, Stratification (water), 02 engineering and technology, [SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, western equatorial pacific, barrier layer, tropical oceans, north-atlantic, ocean salinity, 14. Life underwater, Water cycle, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Radiometer, boundary-layer, pacific warm pool, Salinity, Ocean dynamics, band radiometer/scatterometer observations, 13. Climate action, polar-regions, air-sea interaction, Environmental science, Satellite, Microwave
Abstract: Remote sensing of salinity using satellite-mounted microwave radiometers provides new perspectives for studying ocean dynamics and the global hydrological cycle. Calibration and validation of these measurements is challenging because satellite and in situ methods measure salinity differently. Microwave radiometers measure the salinity in the top few centimeters of the ocean, whereas most in situ observations are reported below a depth of a few meters. Additionally, satellites measure salinity as a spatial average over an area of about 100 × 100 km2. In contrast, in situ sensors provide pointwise measurements at the location of the sensor. Thus, the presence of vertical gradients in, and horizontal variability of, sea surface salinity complicates comparison of satellite and in situ measurements. This paper synthesizes present knowledge of the magnitude and the processes that contribute to the formation and evolution of vertical and horizontal variability in near-surface salinity. Rainfall, freshwater plumes, and evaporation can generate vertical gradients of salinity, and in some cases these gradients can be large enough to affect validation of satellite measurements. Similarly, mesoscale to submesoscale processes can lead to horizontal variability that can also affect comparisons of satellite data to in situ data. Comparisons between satellite and in situ salinity measurements must take into account both vertical stratification and horizontal variability.
Published: 2016

12. Observation of the surface horizontal thermohaline variability at mesoscale to submesoscale in the north-eastern subtropical Atlantic Ocean

Author: Nicolas Kolodziejczyk, Olga Hernandez, Jacqueline Boutin, Gilles Reverdin, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Turbulence, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Mesoscale meteorology, Temperature salinity diagrams, subtropical North Atlantic, surface thermohaline variability, Oceanography, density-compensation, Salinity, Wavelength, Geophysics, in situ observations, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Geochemistry and Petrology, Climatology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Thermohaline circulation, QG turbulence, 14. Life underwater, Subtropical front, Transect, Geology, mesoscale to submesoscale
Abstract: International audience; The seasonal variability of the surface horizontal thermohaline structure is investigated in the north-eastern Atlantic Surface Salinity Maximum (SSM) at length scales from five to hundreds of kilometers, i.e., at submesoscale to mesoscale. The near-surface temperature and salinity data from merchant ship thermosalinograph (TSG) transects across the Atlantic are used to compute the horizontal temperature, salinity and density fluctuations, and the density ratio. During late winter in the north-eastern SSM, thermohaline compensation is observed for wavelengths from 5 km to more than 200 km; in spite of large and sharp surface thermohaline fronts, a weak density surface horizontal gradient is observed. Temperature and salinity exhibit an energetic spectra in k−2 slope scale between 20–100 km scale and a steeper slope at shorter wavelengths, while density spectra exhibit lower energy level with a clear k−3 slope below 20 km, consistent with interior quasigeostrophic turbulence. During summer in the north-eastern SSM, salinity and temperature gradients are no longer compensated due to strong atmospheric heating of the upper ocean. In comparison with winter, the surface density spectrum is enhanced with a flatter slope between k−2 and k−1 between 5 and 20 km.
Published: 2015

13. On the seasonal variations of salinity of the tropical Atlantic mixed layer

Author: Ibrahima Camara, Juliette Mignot, Amadou Thierno Gaye, Nicolas Kolodziejczyk, Alban Lazar, Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mixed layer, 530 Physics, tropical Atlantic, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Oceanography, 01 natural sciences, Physics::Geophysics, salinity, vertical mixing, Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Ekman transport, 14. Life underwater, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, seasonal variation, Turbulent diffusion, 010505 oceanography, Advection, Ocean current, Ocean general circulation model, 6. Clean water, Salinity, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Upwelling, Geology
Abstract: The physical processes controlling the mixed layer salinity (MLS) seasonal budget in the tropical Atlantic Ocean are investigated using a regional configuration of an ocean general circulation model. The analysis reveals that the MLS cycle is generally weak in comparison of individual physical processes entering in the budget because of strong compensation. In evaporative regions, around the surface salinity maxima, the ocean acts to freshen the mixed layer against the action of evaporation. Poleward of the southern SSS maxima, the freshening is ensured by geostrophic advection, the vertical salinity diffusion and, during winter, a dominant contribution of the convective entrainment. On the equatorward flanks of the SSS maxima, Ekman transport mainly contributes to supply freshwater from ITCZ regions while vertical salinity diffusion adds on the effect of evaporation. All these terms are phase locked through the effect of the wind. Under the seasonal march of the ITCZ and in coastal areas affected by river (7 degrees S:15 degrees N), the upper ocean freshening by precipitations and/or runoff is attenuated by vertical salinity diffusion. In the eastern equatorial regions, seasonal cycle of wind forced surface currents advect freshwaters, which are mixed with subsurface saline water because of the strong vertical turbulent diffusion. In all these regions, the vertical diffusion presents an important contribution to the MLS budget by providing, in general, an upwelling flux of salinity. It is generally due to vertical salinity gradient and mixing due to winds. Furthermore, in the equator where the vertical shear, associated to surface horizontal currents, is developed, the diffusion depends also on the sheared flow stability.
Published: 2015

14. SMOS salinity in the subtropical North Atlantic salinity maximum: 1. Comparison with Aquarius and in situ salinity

Author: Nicolas Kolodziejczyk, Nicolas Reul, Jean-Luc Vergely, Gilles Reverdin, Jacqueline Boutin, Olga Hernandez, Fabienne Gaillard, Nicolas Martin, Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique des océans (LPO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d’Oéanographie Spatiale [Plouzané] (LOS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Ground truth, Anomaly (natural sciences), Mesoscale meteorology, subtropical North Atlantic, Oceanography, salinity, Salinity, SSS, remote sensing, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Geochemistry and Petrology, Climatology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Environmental science, Spatial variability, Satellite, Argo, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, SMOS
Abstract: International audience; Sea surface salinity (SSS) measured from space by the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission is validated in the subtropical North Atlantic Ocean. 39 transects of ships of opportunity equipped with thermosalinographs (TSG) crossed that region from 2010 to 2012, providing a large database of ground truth SSS. SMOS SSS is also compared to Aquarius SSS. Large seasonal biases remain in SMOS and Aquarius SSS. In order to look at the capability of satellite SSS to monitor spatial variability, especially at scales less than 300 km (not monitored with the Argo network), we first apply a monthly bias correction derived from satellite SSS and In Situ Analysis System (ISAS) SSS differences averaged over the studied region. Ship SSS averaged over 25 km is compared with satellite and ISAS SSS. Similar statistics are obtained for SMOS, Aquarius, and ISAS products (root mean square error of about 0.15 and global correlation coefficient r of about 0.92). However, in the above statistics, SSS varies due to both large-scale and mesoscale (here for scales around 100 km) variability. In order to focus on mesoscale variability, we consider SSS anomalies with respect to a monthly climatology. SMOS SSS and Aquarius SSS anomalies are more significantly correlated (r > 0.5) to TSG SSS anomaly than ISAS. We show the effective gain of resolution and coverage provided by the satellite products over the interpolated in situ data. We also show the advantage of SMOS (r = 0.57) over Aquarius (r = 0.52) to reproduce SSS mesoscale features.
Published: 2014

15. Seasonal variability of the Equatorial Undercurrent at 10°W as inferred from recent in situ observations

Author: Bernard Bourlès, Jacques Grelet, Frédéric Marin, Nicolas Kolodziejczyk, Rémy Chuchla, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instrumentation, Moyens analytiques, Observatoires en Géophysique et Océanographie (IMAGO), Océan du Large et Variabilité Climatique (OLVAC), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Equator, Soil Science, Zonal and meridional, Subtropics, Aquatic Science, Oceanography, 01 natural sciences, Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, Isopycnal, Ecology, 010505 oceanography, Paleontology, Forestry, Salinity, Geophysics, Boreal, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Upwelling, Thermocline, Geology
Abstract: International audience; Eighteen cross-equatorial shipboard current profiling sections along 10°W with conductivity-temperature-depth measurements taken between 1997 and 2007 are used to analyze the mean meridional structure and the seasonal variability of the Equatorial Undercurrent (EUC) at 10°W. Our analysis suggests a seasonal cycle for the EUC transport at 10°W, with a well-defined annual harmonic and some indication of a semiannual component, with a first maximum in January and a second stronger maximum from June to September. The mean EUC transport at 10°W is estimated to be 12.1 Sv and, compared to earlier estimates farther in the west, at 35°W (20.9 Sv) and 26°W (13.8 Sv). The eastward flow transport exhibits a strong variability at 10°W (with a total range of transports from 7.1 Sv to more than 31.7 Sv). The seasonal amplitude of the eastward flow variability is ±8.9 Sv, from a minimum of 8.2 Sv in November to 25.9 Sv in August. The eastward flows within the thermocline are divided in two parts: a permanent part within the σ θ = 24.5-26.5 isopycnal layer, with a semiannual cycle, known as the EUC, and a nonpermanent part in the deep thermocline (beneath σ θ = 26.5 isopycnal), associated with a strong eastward transport (up to 15 Sv) during the boreal summer, that is not observed during the rest of the year. The current at the equator in the deep thermocline is even westward during boreal fall. The disappearance of the salinity core of the EUC during the boreal summer, associated with the upwelling of the hydrological structure at 10°W, reveals that the saline subtropical waters carried by the EUC within the thermocline no longer flow into the Gulf of Guinea during the boreal summer. Our data also show the presence of the South Equatorial Undercurrent (SEUC) at 10°W in the Gulf of Guinea with a strong latitudinal and depth variability throughout the year. The mean SEUC at 10°W is centered near 5°S and is farther south than observed at 35°W and 26°W, suggesting its poleward shift from west to east.
Published: 2009

16. Analyse des variations thermohalines des échelles intra-saisonnière à saisonnière des panaches d’eau douce du Golfe de Guinée

Author: Houndegnonto, Odilon Joël, Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne occidentale - Brest, Christophe Maes, Nicolas Kolodziejczyk, Chaire Internationale en Physique Mathématiques et Applications [Cotonou] (CIPMA), UNESCO [South Africa]-Université d’Abomey-Calavi = University of Abomey Calavi (UAC), and Université de Bretagne Occidentale (UBO), Brest
Subjects: Gulf of Guinea, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Thermohaline Stratification, Panaches d'eau douce, SSS seasonal variability, Panache du fleuve Congo, Freshwater plumes, Lagrangian Analysis, Analyse lagrangienne, Congo River plume, Panache du fleuve Niger, Stratification thermohaline, Niger River plume, Panaches d’eau douce, Golfe de Guinée, Variabilité saisonnière du SSS, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography
Abstract: In the Gulf of Guinea (GG), freshwater originated from river discharges and high precipitation rates contribute to the upper ocean density stratification, and play a key role in modulating air-sea interactions. However, the thermohaline variations of the ocean upper layers within the freshwater plumes in the GG are still poorly known, as they are poorly observed and documented. The main objective of this thesis is therefore to study and document the spatial variability at horizontal mesoscale (10-100 km) and vertical (0-100m), from intra-seasonal to seasonal time scales of the thermohaline 3D structure in the freshwater plume areas of the GG: mainly the Congo and Niger Rivers plumes. First, using SSS SMOS satellite data, our study showed that freshwater plumes in this region extend towards the open ocean following two propagation regimes. During September to January, they propagate northwestward while from January to April they redirect to the southwest, where their maximum extension is observed in April. The rest of the year, from May to August, is marked by a surface salinization episode, where the freshwater plumes dissipate with a minimum extension observed in August. A salinity budget analysis in the surface mixed layer allowed highlighting the main physical processes controlling the seasonal variability of salinity within these freshwater plumes. We showed that horizontal advection processes and freshwater fluxes by precipitation and river discharges are the main contributors of low SSS distribution in this region. In the southeastern Gulf of Guinea, off Congo, the horizontal SSS advection is dominated by Ekman wind-driven currents. Second, we showed that the offshore distribution of the Congo plume on intra-seasonal time scales is associated with salt barrier layers and with thermohaline staircases profiles. In a case study (for 2016/03/31), we showed that the observed thermohaline staircases would result from the shear dynamics between the surface Ekman flow associated with the offshore (North-Westward) distribution of the Congo plume, and the geostrophic (South-Eastward) flow associated with the denser and saltier subsurface water masses of the open ocean to the west. Finally, using a Lagrangian approach, we have highlighted the origin and large-scale structuring of water masses involved in the strong haline stratification observed off Congo. This study showed the strong shear of the currents associated with the vertical salinity gradients within the water column associated with the staircases profiles.; Dans le Golfe de Guinée (GG), les masses d’eau douce provenant des décharges des fleuves et les taux de précipitations élevés contribuent à la stratification en densité de la couche superficielle océanique, et jouent un rôle clé dans la modulation des interactions air-mer. Cependant, les variations thermohalines des couches superficielles au sein des panaches d’eau douce du GG sont encore mal connues, car très peu observées et documentées. L’objectif principal de cette thèse est donc d’étudier et de documenter la variabilité spatiale à mésoéchelle horizontale (10-100 km) et verticale (0-100m), intra-saisonnière à saisonnière de la structure 3D thermohaline dans les panaches d’eau douce du GG, et notamment les panaches des fleuves Congo et Niger. Tout d’abord, à l’aide des données d’observations satellite SSS SMOS, notre étude a montré que les panaches d’eau douce dans cette région s’étendent vers l’océan du large suivant deux régimes de propagation. Durant la période de septembre à janvier, ils se propagent vers le large en direction Nord-Ouest tandis que de janvier à avril, ils se redirigent vers le Sud-Ouest, où leur extension maximale est observée en avril. Le reste de l’année, de mai à août, est marqué par un épisode de salinisation de surface, où les panaches d’eau douce se dissipent avec une extension minimale observée en août. L’analyse du bilan de salinité dans la couche mélangée de surface a permis de mettre en évidence les principaux processus physiques contrôlant la variabilité saisonnière de la salinité au sein de ces panaches d’eau douce. Ce diagnostic a montré que les processus d’advection horizontale et les flux d’eau douce associés aux précipitations et aux décharges des fleuves expliquent principalement de la distribution offshore des masses d’eau de faible salinité dans cette région. Dans le panache du Congo en particulier, l’advection horizontale de salinité est principalement expliquée par la dérive d’Ekman du vent de surface. Ensuite, nous avons montré que la distribution offshore du panache du Congo aux échelles intra-saisonnières est associée à des couches de barrière de sel d’une part, et à des profils verticaux de densité en marches d’escalier d’autre part. Dans une étude de cas (au 31/03/216), nous avons montré que la stratification thermohaline en marches d’escalier observée, résulterait de la dynamique de cisaillement entre le flux d’Ekman de surface associée à la distribution offshore (Nord-Ouest) du panache du Congo, et le flux géostrophique (Sud-Est) associé aux masses d’eau de subsurface de l’océan ouvert à l’Ouest, plus denses et plus salées. Enfin, à partir d’une approche lagrangienne, nous avons mis en évidence l’origine et la structuration à grande échelle des masses d’eau impliquées dans la forte stratification haline observée au large du Congo. Cette étude a montré le fort cisaillement des courants à l’oeuvre au niveau des gradients halins au sein de la colonne d’eau associée à ces profils.
Published: 2021

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