Représentativité du réchauffement diurne dans les modèles océaniques. Études de deux régions contrastées : Mer Méditerranée et Golfe de Gascogne

Contexte :

La nature des échanges thermiques entre l’océan et l’atmosphère évolue de façon saisonnière. Durant tout l’hiver, l’océan transfère une part de son énergie thermique à l’atmosphère et se refroidit progressivement en surface. Au printemps, ce flux de chaleur s’inverse et l’océan gagne progressivement de la chaleur. Ce dernier atteint ses températures maximales à la fin de l’été, avant que le flux ne s’inverse à nouveau.

Durant l’été, le flux radiatif solaire présente une importante variabilité diurne. Cette variabilité entraîne un réchauffement diurne des premiers mètres de l’océan dans des conditions météorologiques favorables (peu de vent, état de mer calme). Le pic de température est atteint en milieu d’après-midi. Ce réchauffement diurne modifie la température de surface, qui pilote les échanges océan-atmosphère et peut entraîner d’importantes rétroactions sur l’atmosphère. Cet effet est particulièrement bien connu dans les régions tropicales, où l’ensoleillement est important (Dror et al, 2025). Les conditions particulièrement chaudes observées durant l’été 2026 dans le Golfe de Gascogne, soulève la question de l’impact ce processus dans des régions moins propices. La campagne d’observations SOLMINEUR, qui a eu lieu en juillet 2026 au large de Belle-Île-en-Mer, a permis d’observer ce phénomène.

Cette modification de la température de surface entraîne une augmentation de la célérité du son dans la couche de surface. Elle modifie ainsi les propriétés acoustiques de cette couche. Prédire cet effet est nécessaire pour anticiper les modifications de la propagation du son, en particulier pour le pilotage et le positionnement des drones sous-marins, dont le développement est actuellement en plein essor.

Les modèles numériques océaniques sont généralement forcés par des champs météorologiques horaires, a priori suffisamment résolus pour permettre de modéliser le réchauffement diurne. Pour autant, la résolution verticale généralement assez faible de ces modèles et les différentes paramétrisations de la turbulence complexifient la représentation de cet effet.

Description du stage :

Le stage comprend quatre objectifs :

• Décrire les différents régimes de variations diurnes dans deux régions dynamiquement différentes au cours de l’été 2026 : Mer Méditerranée et Plateau du Golfe de Gascogne. Le stagiaire utilisera des données issues de différentes campagnes d’observations, des flotteurs Argo dont le cycle a été adapté pour capturer cet effet, ainsi que des observations satellitaires.

• Identifier les mécanismes qui pilotent le cycle diurne dans les deux régions.

• Valider la capacité des modèles numériques océaniques à reproduire ces effets. On pourra confronter les résultats au modèle dédié à la couche limite de surface proposé par Börner et al, 2025. Le stagiaire analysera des sorties issues du modèle communautaire CROCO utilisé au Shom sur ces deux régions. Des tests de sensibilité à certains paramètres pourront être réalisés.

• Décrire l’impact opérationnel du cycle diurne sur l’apparition/disparition du chenal de surface. Le stagiaire utilisera l’outil SOFAR développé au Shom pour diagnostiquer le chenal de surface.

Profil recherché :

• Étudiant en fin d’études niveau M2 ou école d’ingénieur avec une composante en océanographie physique

Compétences recherchées :

Techniques :

• Compétence en analyse et traitement de données en python ;

• Connaissances solides en océanographie physique ;

• Niveaux d’anglais suffisant pour comprendre la littérature scientifique.

Personnelles :

• Capacité à travailler en équipe ;

• Capacités de synthèse rédactionnelles ;

• Dynamisme et réactivité ;

• Autonomie et esprit d’initiative.