Coastal winds dynamics in the Peruvian upwelling system under warming conditions : impact of El Niño and regional climate change
Dynamique des vents côtiers dans le système d’upwelling du Pérou dans des conditions de réchauffement : impacts d’El Niño et du changement climatique régional
Résumé
The Peruvian upwelling system is one of the most productive coastal marine systems of the world ocean. As in other upwelling systems, alongshore surface wind is the main driver of the coastal upwelling. This thesis aims to study the coastal wind variability and the processes responsible for it during the ocean surface layer warming conditions, at different time scales: (1) interannual time scales, corresponding to El Niño events and (2) multi decadal time scales resulting from regional climate change. A suite of regional atmospheric model embedded domains is used to simulate the surface winds. In the first part of the thesis, the counter-intuitive wind increase observed off Peru during the 1997-1998 El Niño is studied. Sensitivity experiments show that the inhomogenous alongshore surface warming, larger in the north, drives an enhanced alongshore pressure gradient that accelerates the alongshore wind. In the second part of the thesis, the evolution of coastal wind changes is investigated under the “worst case” RCP8.5 climate change scenario. Mainly driven by the alongshore pressure gradient, summer winds decrease whereas winter winds increase, thus slightly reinforcing the seasonal cycle.
Le système d'upwelling péruvien est l'un des systèmes marins côtiers les plus productifs de l’océan mondial. Le vent de surface le long de la côte est le principal moteur de l'upwelling. Cette thèse vise à étudier la variabilité du vent côtier et ses processus lors du réchauffement de la couche de surface, à différentes échelles de temps: (1) des échelles de temps interannuelles, correspondant aux événements El Niño, et (2) des échelles de temps multi-décadaires résultant du changement climatique régional. Une série de domaines emboités d’un modèle atmosphérique régional est utilisée pour simuler le vent de surface. Dans la première partie de la thèse, on étudie les processus responsables de l'augmentation, contre-intuitive, du vent observée au large du Pérou au cours de la période El Niño 1997-1998. Des expériences de sensibilité montrent que le réchauffement inh de la omogène des eaux de surface, plus important dans le nord, entraîne un gradient de pression accru le long côte, accélérant le vent. Dans une seconde partie de la thèse, l’évolution des vents côtiers est étudiée dans le scénario du «pire cas» du changement climatique RCP8.5. Forcés par le gradient de pression le long de la côte, les vents diminuent en été, tandis qu’ils s’accroissent en hiver, renforçant ainsi légèrement le cycle saisonnier.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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