Les profondeurs océaniques ont longtemps été considérées comme un royaume calme, largement isolé des processus dynamiques qui façonnent le climat de la Terre. Cependant, de nouvelles observations dans le Pacifique équatorial occidental ont révélé une forte variabilité intra-saisonnière à des profondeurs de 1 500 à 3 000 mètres, avec des niveaux d'énergie cinétique atteignant jusqu'à 10 cm.2s-2.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Wang Jianing de l'Institut d'océanologie de l'Académie chinoise des sciences (IOCAS), a analysé cinq années consécutives de données d'amarrage collectées à l'équateur (142°E). Leur analyse a révélé une énergie cinétique intrasaisonnière (IKE) significative dans les profondeurs océaniques, qui est principalement concentrée sur la période de 40 à 90 jours et dominée par les courants méridionaux. L'étude a été récemment publiée dans le Journal d'océanographie physique.
L'analyse spectrale indique qu'environ 81 % de l'IKE en eaux profondes est attribuable aux ondes équatoriales de Yanai (également connues sous le nom d'ondes mixtes de Rossby et de gravité) dont l'énergie est concentrée dans les modes verticaux 2 à 6. « Cette découverte offre une nouvelle perspective sur la manière dont l'énergie et les signaux provenant de la couche supérieure de l'océan sont transmis aux profondeurs de l'océan », a déclaré le Dr Zhang Hang, premier auteur de l'étude.
En intégrant les données de réanalyse, les chercheurs ont retracé la source de cet IKE des grands fonds marins jusqu'à la couche intermédiaire (1 000 à 1 750 mètres) entre 134°E et 137°E, une région proche de la limite ouest. Dans cette zone, de forts courants intermédiaires à la limite ouest génèrent une instabilité barotrope par cisaillement horizontal, excitant l'énergie des vagues qui se propage vers l'est et vers le bas le long de l'équateur, s'alignant étroitement avec les trajets théoriques des rayons des ondes de Yanai.
En outre, l’étude a identifié une nette modulation saisonnière de la fréquence dominante de la variabilité intrasaisonnière des grands fonds marins. À une profondeur d'environ 2 500 mètres, cette fréquence montre une corrélation négative significative avec la vitesse zonale de la branche profonde supérieure de la circulation méridionale de retournement du Pacifique (U-PMOC). Cette anti-corrélation s'explique par un effet de décalage Doppler, confirmant la propagation de phase vers l'ouest des ondes Yanai observées.
Les études antérieures sur la variabilité intrasaisonnière océanique se sont principalement concentrées sur la couche supérieure de l'océan, où l'on pense généralement que l'énergie provient du forçage de surface (par exemple, l'oscillation de Madden-Julian). En revanche, cette recherche révèle une voie énergétique jusqu’alors sous-estimée : les ondes Yanai canalisent efficacement l’énergie cinétique intra-saisonnière directement de l’océan intermédiaire vers les couches profondes, voire abyssales.
Comprendre comment l’énergie se propage de la couche supérieure de l’océan vers l’intérieur des profondeurs est essentiel pour améliorer le bilan énergétique vertical dans les modèles océaniques. « Nos résultats démontrent que la dynamique des vagues équatoriales, en particulier les vagues de Yanai, agit comme un lien clé entre les systèmes dynamiques des eaux supérieures et profondes », a ajouté le professeur Wang, l'auteur correspondant de l'étude.
