Stage M2: Expériences sur la convection double-diffusive sur la plateforme Coriolis

La convection double-diffusive (thermohaline) résulte des différences de diffusivité entre chaleur et sel. Des doigts de sel apparaissent lorsque de l’eau chaude et salée surmonte une eau plus froide et douce, tandis que l’inverse produit de la convection diffusive. Ces processus forment des escaliers thermohalins durables qui structurent la stratification océanique et influencent le mélange à grande échelle (Supekar et al., 2022). Les transitions entre couches mixtes convectives et régions double-diffusives sont fréquentes, et leur interaction est cruciale pour des modèles climatiques réalistes (Boog, 2021). La convection diffusive contrôle le transfert de chaleur dans l’Arctique, tandis que les doigts de sel renforcent le mélange profond et influencent l’AMOC (Lavergne, Groeskamp et al., 2022). Les paramétrisations actuelles peinent à représenter ces dynamiques multi-échelles (Ma, 2021), et les expériences de laboratoire offrent des contraintes essentielles, malgré des limites sur les nombres de Rayleigh et l’absence de rotation (Tilgner, 2024).

Les questions clés concernent l’échelle verticale des marches d’escaliers et leur dépendance aux conditions environnementales. L’épaisseur des marches contrôle l’efficacité du mélange diapycnal : des marches plus épaisses réduisent les interfaces et allongent les chemins de transport, tandis que des marches plus fines créent des zones de mélange plus fréquentes mais moins efficaces (Yang, Chen et al., 2020). Les escaliers influencent également la propagation des ondes internes, générant des points chauds de mélange localisés (Sutherland, 2016 ; Mashayek, Ferrari et al., 2017).

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