Analysis of specific water masses transports in the Western Mediterranean in the MEDRYS1V2 twenty-one-year reanalysis.
Analyse des transports spécifiques des masses d'eau en Méditerranée occidentale dans la réanalyse de vingt et un ans de MEDRYS1V2.
Résumé
We present an analysis of specific water masses fluxes in the Western Mediterranean Sea issued from a twenty years (1992-2013) reanalysis (MEDRYS1V2). Water masses are identified on the base of salinity and potential density properties and computes; the fractions of each water mass involved in total flux are computed under the hypothesis assumptions of mixing lines schemes. It was first designed in order to avoid rough truncations between water masses on the T-S diagram when using fixed thermo-haline properties thresholds. The method does not use the temperature marker due to its high seasonal variability in near surface waters (0-200 m) and we consider that potential density is a better marker to discriminate deep and intermediate water masses. The algorithm discriminates successively five different water masses : the Atlantic Water (AW) incoming from the Gibraltar strait (salinity between 36,1 and 38,45 PSU), the Levantine Intermediate Waters (LIW) incoming from the Tunisia-Sicily strait (salinity between 38,45 and 39.1 PSU), the Modified Atlantic Waters (MAW) defined as near-surface waters (potential density less than 28,9 kg m-3) that are neither AW or LIW, while Western Intermediate Waters (WIW) are those remaining until the sigma(theta) = 29,10 kg m-3 threshold for Western Mediterranean Deep Waters (WMDW) is reached. Such computed fractions of each water mass, whose sum is constrained to unity, are then used to compute their water masses transports all along over twenty years of the reanalysis. The transport are assessed across computed on key transects delimiting known sub-basin entities (Ligurian Sea, Gulf of Lion, Balearic Sea...), with total transports showing balanced mass budget. The such computed total transport reveal marked differences in their seasonal to interannual variability, while the analysis of the water mass transports allows to identify those which mainly implied induced these variability. The results first show a low seasonal and no significant interannual variability at the exit of the Alboran Sea that results from the balance between the eastward AW/MAW outflow and the westward WIW and WMDW inflows. The Corsican strait, the Ligurian Sea line and Tunisia-Sardinia straits show a marked seasonal variability (0,37-0,39 Sv) mainly driven by the AW/MAW. By contrast, a strong interannual variability dominates the seasonal one (-2 to 1 Sv) between the Algerian Basin and the northern basin, correlated to the WMDW formation. The analysis of each specific water masses transport pointed out that shows this marked variability to be first driven by the intermediate and deep water masses transports. Similarly the interannual variability of the AW and MAW transports in the central part of the Western Mediterranean suggests some coupling between the deep, intermediate and surface water masses, even through the shallower Balearic Sea.
Nous présentons une analyse des flux de masses d'eau spécifiques dans la mer Méditerranée occidentale issus d'une réanalyse sur vingt ans (1992-2013) (MEDRYS1V2). Les masses d'eau sont identifiées sur la base des propriétés de salinité et de densité potentielle et calculées ; les fractions de chaque masse d'eau impliquées dans le flux total sont calculées sous les hypothèses des schémas de lignes de mélange. Cette méthode a été initialement conçue pour éviter les troncatures grossières entre les masses d'eau sur le diagramme T-S lors de l'utilisation de seuils fixes de propriétés thermo-halines. La méthode n'utilise pas le marqueur de température en raison de sa grande variabilité saisonnière dans les eaux proches de la surface (0-200 m) et nous considérons que la densité potentielle est un meilleur marqueur pour discriminer les masses d'eau profondes et intermédiaires. L'algorithme discrimine successivement cinq masses d'eau différentes : les eaux atlantiques (AW) provenant du détroit de Gibraltar (salinité entre 36,1 et 38,45 PSU), les eaux intermédiaires du Levant (LIW) provenant du détroit de Tunisie-Sicile (salinité entre 38,45 et 39. 1 PSU), les eaux atlantiques modifiées (MAW) définies comme des eaux proches de la surface (densité potentielle inférieure à 28,9 kg m-3) qui ne sont ni AW ni LIW, tandis que les eaux intermédiaires occidentales (WIW) sont celles qui restent jusqu'à ce que le seuil sigma(theta) = 29,10 kg m-3 pour les eaux profondes de la Méditerranée occidentale (WMDW) soit atteint. Ces fractions calculées de chaque masse d'eau, dont la somme est contrainte à l'unité, sont ensuite utilisées pour calculer les transports de leurs masses d'eau tout au long des vingt années de la réanalyse. Les transports sont évalués à travers les calculs sur des transects clés délimitant des entités de sous-bassins connues (mer Ligure, golfe du Lion, mer Baléares...), avec des transports totaux montrant un bilan de masse équilibré. Les transports totaux ainsi calculés révèlent des différences marquées dans leur variabilité saisonnière et inter-annuelle, tandis que l'analyse des transports de masse d'eau permet d'identifier ceux qui ont principalement induit cette variabilité. Les résultats montrent d'abord une faible variabilité saisonnière et une variabilité inter-annuelle non significative à la sortie de la mer d'Alboran qui résulte de l'équilibre entre le flux sortant AW/MAW vers l'est et les flux entrants WIW et WMDW vers l'ouest. Le détroit de Corse, la ligne de la mer Ligure et les détroits de Tunisie et de Sardaigne présentent une variabilité saisonnière marquée (0,37-0,39 Sv) principalement due à l'AW/MAW. En revanche, une forte variabilité inter-annuelle domine la variabilité saisonnière (-2 à 1 Sv) entre le bassin algérien et le bassin nord, corrélée à la formation de l'WMDW. L'analyse de chaque transport spécifique de masses d'eau a montré que cette variabilité marquée est d'abord déterminée par les transports de masses d'eau intermédiaires et profondes. De même, la variabilité inter-annuelle des transports AW et MAW dans la partie centrale de la Méditerranée occidentale suggère un certain couplage entre les masses d'eau profondes, intermédiaires et de surface, même à travers la mer des Baléares, moins profonde.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)