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Heat fluxes across the Antarctic Circumpolar Current in Drake Passage: Mean flow and eddy contributions

Authors :
Ramiro Ferrari
Gilles Garric
Zoé Koenig
Hela Sekma
Christine Provost
Romain Bourdallé-Badie
Young-Hyang Park
Nathalie Sennéchael
Austral, Boréal et Carbone (ABC)
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)
Mercator Océan
Société Civile CNRS Ifremer IRD Météo-France SHOM
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) through the OSTST program
CNRS–INSU (Institut des Sciences de l'Univers) through the LEFE program
European Project: 283367,EC:FP7:SPA,FP7-SPACE-2011-1,MYOCEAN2(2012)
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))
Source :
Journal of Geophysical Research. Oceans, Journal of Geophysical Research. Oceans, 2014, 119 (9), pp.6381-6402. ⟨10.1002/2014JC010201⟩, Journal of Geophysical Research. Oceans, Wiley-Blackwell, 2014, 119 (9), pp.6381-6402. ⟨10.1002/2014JC010201⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; In contrast to a long-standing belief, observations in the Antarctic Circumpolar Current (ACC) show that mean velocity vectors rotate with depth, thus suggesting a possible importance of the time-mean flow for the local poleward heat transport. The respective contributions of the eddy and mean flows to the heat flux across the ACC in Drake Passage (DP) are investigated using recently acquired and historical time series of velocity and temperature from a total of 24 current meter moorings and outputs of a high-resolution (1/12°) model with realistic topography. Only 11 out of the 24 depth-integrated eddy heat flux estimates are found to be significant, and they are poleward. Model depth-integrated eddy heat fluxes have similar signs and amplitudes as the in situ estimates at the mooring sites. They are mostly poleward or nonsignificant, with amplitude decreasing to the south. The cross-stream temperature fluxes caused by the mean flow at the moorings have a sign that varies with location and corresponds to the opposite of the vertical velocity estimates. The depth-integrated temperature fluxes due to the mean flow in the model exhibit small spatial scales and are of opposite sign to the bottom vertical velocities. This suggests that the rotation of the mean velocity vectors with depth is mainly due to bottom topography. The rough hilly topography in DP likely promotes the small-scale vertical velocities and temperature fluxes. Eddy heat fluxes and cross-stream temperature fluxes are integrated over mass-balanced regions defined by the model transport streamlines. The contribution of the mean flow to the ocean heat fluxes across the Southern ACC Front in DP (covering about 4% of the circumpolar longitudes) is about four times as large as the eddy heat flux contribution and the sum of the two represent on the order of 10% of the heat loss to the atmosphere south of 60°S.

Details

Language :
English
ISSN :
21699275 and 21699291
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Geophysical Research. Oceans, Journal of Geophysical Research. Oceans, 2014, 119 (9), pp.6381-6402. ⟨10.1002/2014JC010201⟩, Journal of Geophysical Research. Oceans, Wiley-Blackwell, 2014, 119 (9), pp.6381-6402. ⟨10.1002/2014JC010201⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....28784ce5e29476eacf1f20ff7bb42e7a
Full Text :
https://doi.org/10.1002/2014JC010201⟩