L’upwelling côtier processus océan-atmosphère à moyenne échelle

Upwelling au sud

L’upwelling côtier est un processus océan-atmosphère à moyenne échelle qui apparait le long des côtes ouest de la plupart des continents à basse et moyenne latitude. Dans un upwelling, les eaux à une profondeur de quelques centaines de mètres, ou moins sont amenées sous l’action du vent dans la zone euphotique au voisinage de la côte ; on y observe un mouvement ascendant des eaux profondes, riches en sels nutritifs, vers la surface. Ces sels nutritifs, amenés dans les couches superficielles où règne une photosynthèse importante due à l’insolation favorisent le développement du phytoplancton, premier élément du réseau trophique : approximativement 50% de la production mondiale de poisson provient de zones d’upwelling.

L’importance du forçage du vent dans la circulation océanique a été largement analysée depuis les études d’Ekman en 1902. Le vent a été reconnu comme le facteur le plus important pour produire l’upwelling côtier.

Limites géographiques des zones d’upwelling

– Localisation cellules d’upwelling La figure 15 montre la délimitation de la région d’upwelling au sud de Madagascar. Le rectangle solide délimite cette zone. Roshin P. Raj et Al ont précisé que cette zone se situe entre 44°E à 47°E et de 27,5°S à -25,5°S. Il est directement lié à la présence des alizés sur la région. [19] Juliano D. Ramanantsoa révèle la présence de deux cellules d’upwelling bien définies. La cellule première est située dans le coin sud-est de Madagascar (46,8°E à 47,2°E et -25,1°S à -25,5°S), et la deuxième cellule est à l’ouest de la pointe sud de Madagascar (44,7°E à 45,1°E et -25,45°S à -25,85°S). [20] Figure 16: a) concentration de chlorophylle-a le 15-06-2014, b) TSM le 15-06-2014, le carré de couleur rouge représente la cellule d’upwelling n°1 et le carré en bleu la cellule d’upwelling n°2. [Source : Juliano D. Ramanantsoa, 2018] I.10.3.

Etats des connaissances sur la zone d’upwelling au sud de Madagascar Une cellule d’upwelling côtière a été mise en évidence pour la première fois en 2000. Elle est associée à de fortes concentrations en chlorophylle-a. Cette présence d’eaux ascendantes ne présente pas de corrélation significative avec les vents locaux, ce qui mène à une suggestion qu’il s’agisse d’un upwelling induit par le courant. Donc, ce n’est pas le forçage par le vent, mais plutôt l’effet d’un fort courant frontalier occidental qui passe d’un plateau étroit à un plateau beaucoup plus large qui produit ce phénomène. [21] À la suite de l’observation des images satellitaires (températures de la surface de la mer) fournies par le capteur AVHRR, une cellule d’upwelling au niveau du plateau continental sud-malagasy a été identifiée en février et mars 2000. Elle recouvre une superficie de 2 degrés de longitude et 1 degré de latitude.

La température de la surface de la mer de cette zone est d’environ 3 à 5°C plus frais que la TSM de la mer ambiante locale. Divers facteurs sont à l’origine de ce phénomène à savoir : le vent de cette saison, la contribution de l’EMC (Equatorial Madagascar Current) et du plateau continental.   Dans le cadre du programme Agulhas Current Source Experiment (ACSEX), la zone au sud de Madagascar a été visitée en mars 2001. À bord du R / V Pelagia, la croisière ACSEX-2 a effectué une étude sur l’océan Indien subtropical du Sud-Ouest de Cape Town (4 mars) vers la Réunion (26 mars 2001). Au cours de cette croisière, trois sections hydrographiques ont traversé la cellule d’upwelling se produisant à l’extrémité sud-est de Madagascar. Pour la toute première fois, la cellule d’upwelling à la pointe sud-est de la grande Île a été hydrographiquement mise en évidence. Une partie des sections de température C, D et E lors de la croisière sera présentée ci-dessous (figure 17).

La section E se trouve sensiblement de (25°S – 47°E) à (25°S – 49°E), la section D se situe entre (25,2°S – 47°E) à (27°S – 49°E) et la section C de (25,5°S – 46,2°E) à (29°S – 47,5°E). La montée des isothermes sur chaque section lors de la croisière montre une apparition d’une eau froide. [23] Figure 17: Section hydrographique. [Source : E. Machu, J. R. E. Lutjeharms, A. M. Webb, H. M. Van Aken, 2002] Les données satellitaires du capteur SeaWiFs ont été utilisées pour observer les remontées d’eau au sud de Madagascar. Le travail était basé sur une analyse des observations des concentrations de chlorophylle-a. Il a été constaté que l’upwelling est provoqué par le courant EMC et le vent.

Une forte interaction de l’upwelling côtier avec l’EMC était évoquée. Ce phénomène de remontée d’eau froide présente un caractère saisonnier : plus importantes pendant l’hiver austral (mai – octobre) que dans les mois d’été austral (novembre – avril). [24] L’upwelling au sud de Madagascar se passe pendant le mois d’août et le mois de septembre, parfois retardé jusqu’à mi-octobre. Ce phénomène est marqué par une forte salinité et une faible température des eaux de surface. Elle se manifeste quand un vent fort se lève en direction de l’ouest et que celle-ci est parallèle à la côte sud. Elle se classe parmi les phénomènes d’upwelling côtier.

La présence d’une zone d‘upwelling peut être localisée par le taux de concentration en chlorophylle-a. C’est l’un des indicateurs les plus utilisés pour la caractérisation de ce phénomène. En effet, une augmentation de la concentration de chlorophylle-a à partir du mois de janvier avec un maximum en avril sur la côte Est et Sud de Madagascar a été mise en évidence. La concentration de chlorophylle-a est restée stable en mai pour atteindre un second pic en juillet. Ensuite, elle diminue à nouveau à une valeur inférieure à 0,12 𝑚𝑔/𝑚3 de septembre à décembre. On remarque la présence de chlorophylles-a sur la partie sud de Madagascar, presque pendant toute l’année.

Ce qui mène à une conclusion que cet upwelling serait permanent, aurait un caractère saisonnier, et prend de l’ampleur du mois de mai au mois d’octobre, particulièrement, de juillet à septembre. [26] Une étude récente a révélé que l’upwelling côtier au sud de Madagascar se produit principalement dans deux cellules bien définies. La première cellule est située dans le coin sudest de Madagascar, entre la zone côtière et l’EMC, tandis que la seconde cellule est située à l’ouest de la pointe sud de Madagascar. Le comportement temporel de ces deux cellules est différent. Ils ont trouvé que la remontée d’eau dans la cellule 1 est présente tout au long de l’année avec un maximum vers la fin de l’hiver austral, et qu’une remontée d’eau faible se produit en octobre à janvier dans la cellule 2.

Cette différence de variabilités provient des facteurs générant l’upwelling. Les analyses basées sur des observations satellitaires et des simulations de modèles montrent que l’upwelling de la cellule 1 est contraint simultanément par l’EMC et le vent. Une combinaison de l’EMC avec le forçage du vent local semble être à l’origine du maximum d’upwelling observé en hiver puisque l’EMC est légèrement plus intense à cette période de l’année et que le vent local est également plus fort. Contrairement à la première cellule, l’upwelling de la cellule 2 n’est pas lié à l’EMC. Bien que les vents côtiers locaux soient favorables à la remontée d’eau, d’autres facteurs, comme le South-west Madagascar Coastal Current (SMACC) contribue à la variabilité de l’upwelling dans cette région.