Etude de la circulation de mésoéchelle et des sorties d'eaux du Golfe Persique dans l'Océan Indien Nord-Ouest

The Northwestern Indian Ocean is a region with a complex oceanic circulation. It is composed ofbasins with different topography. The Red Sea is crossed by an oceanic ridge whereas the PersianGulf is a plateau with a maximum depth of 90 meters. These basins open on the Arabian Sea via the Gulfof Aden and Sea of Oman respectively. Furthermore, the region is dominated by the monsoon, strongwinds over the ocean in winter and summer. These seasons are separated by inter monsoons, seasonswhere the winds lose intensity and main direction. Winds and high heat fluxes induce strong evaporation,mainly in the Red Sea and Persian Gulf. These highly saline water masses flow in the Arabian Sea with ahigh seasonal variability.The Indian Ocean is thus a region of strong scientific and geopolitical interest, numerousoceanographic experiment and numerical simulations focus on the geophysical processes in the region.Although, the differences between each basin, the interactions between water masses and the strongseasonal variability lead these studies to focus on a specific period or phenomenon.Recently, numerous studies emphasize on the Red Sea and the Gulf of Aden, where mesoscaleeddies impact the circulation of the saline outflow. These structures form from westward propagating wavesfrom the Indian coast, interacting and destabilizing through the interactions with the winds or eddies.The aim of this thesis is to study the mesoscale circulation in the northen Arabian Sea and in theSea of Oman, which phenomenon dominates the circulation, how do they form and what are theirstructures, how do they interact between them and with the monsoon variability ? In the same time, a studyemphasizes the impacts of these structures in the outflows from the Persian Gulf and the formation ofsmaller scale structures.To answer these questions, numerous data are used : in-situ measurements throughoceanographic experiments and floats, satellite data and re-analysis from model, climatologies, but alsoresults from realistic simulation (HYCOM) or idealized model to study processes.A first chapter focuses on the evolution and measurements of ARGO floats across the Gulf of Aden and theArabian Sea. It points out strong correlations between the surface and deep circulation. Furthermore, highlysaline waters are observed inside and at the periphery of mesoscale eddies with different characteristicsand are advected by those. The following chapter focuses on the dynamic of these structures in the Sea ofOman. It revealed the presence of a dipole during the spring inter monsoon. It set up is linked to the end ofthe winter monsoon. The anticylonical part of the dipole, East of the basin, is reintensified during the intermonsoon through winds and structures propagating from the Indian coast. This dipole creates a strongdeformation field along the coast of Oman, thus tearing the outflowing Persian Gulf Water in the northernpart of the basin, with a recirculation East of it and a spreading in the Arabian Sea West of it.In a third chapter, the use of a model and observations allowed to describe the mesoscalecirculation in the northern Arabian Sea and in the Sea of Oman. The different characteristics of theoutflowing Persian Gulf Water where studied for each season to complete the previous chapter's analysis.Finally, a chapter focuses on the formation a smaller scale structures following the ejection of thePersian Gulf Water. During the Phys-Indien experiment a submesoscale lens where registered in theArabian Sea. This chapter presents its characteristics and an estimation of the mechanisms leading to itsformation and evolution.Le Nord-Ouest de l'océan indien est une région à la dynamique océanique complexe. Elle se compose de plusieurs bassins aux géographies différentes. La Mer Rouge est traversée par une fosse océanique là où le Golfe Persique présente une profondeur maximale de 90 mètres. Ces deux bassins s'ouvrent sur la Mer d'Arabie via le Golfe d'Aden et la Mer d'Oman respectivement. De plus l'ensemble de la région est impacté par le régime des moussons, des vents de forte intensité qui balayent l'océan en hiver et en été. Ces saisons sont entrecoupées d'inter-mousson où les vents perdent leurs intensités et directions principales. Les vents constants et les forts flux de chaleur mènent à d'intense évaporation, tout particulièrement dans la Mer Rouge et le Golfe Persique. Ces masses d'eau très salées s'écoulent dans la Mer d'Arabie avec une grande variabilité en fonction des saisons. L'Océan Indien est ainsi une région présentant un fort intérêt scientifique, de nombreuses campagnes océanographiques et simulations numériques s'intéressent aux différents phénomènes géophysiques. Mais la différence de dynamique entre chaque bassin, les interactions entre les masses d'eau ainsi que la forte variabilité saisonnière forcent ces différentes études à se concentrer sur un phénomène en particulier ou durant une période spécifique. Actuellement, de nombreuses études se concentrent sur la Mer Rouge et le Golfe d'Aden où il est souligné la présence de tourbillons de mésoéchelle influençant le parcours des sorties d'eaux salées. Ces tourbillons sont issus de la propagation d'ondes se formant à la côte indienne, celles-ci se déstabilisant sous l'impact du vent ou d'autres structures. Ainsi cette thèse s'est concentrée sur la circulation de mésoéchelle dans le Nord de la Mer d'Arabie et la Mer d'Oman, quels phénomènes dominent la circulation, quelles sont leurs structures et formations, comment interagissent-elles et comment sont-elles impactées par le régime des moussons ? Parallèlement, une étude est menée sur l'impact de ces structures sur les sorties d'eau salées issues du Golfe Persique et la formation de structures de plus petites échelles. Pour répondre à ces questions de nombreux jeux de données ont été utilisés : des mesures in situ, via des campagnes océanographiques et des flotteurs, des mesures satellites et issues de ré-analyses de modèles, des climatologies mais aussi des résultats issus d'une simulation réaliste HYCOM ou de modèles idéalisés pour étudier certains processus. Un premier chapitre va suivre les évolutions de trajectoires et les enregistrements de flotteurs ARGO à travers le Golfe d'Aden et la Mer d'Arabie. Il en ressort de fortes corrélations entre la circulation de surface et les déplacements de ces flotteurs. De plus, les masses d'eau salées présentes en profondeur, se retrouvent à la périphérie et à l'intérieur de tourbillons de mésoéchelle avec des caractéristiques différentes et sont advectées par ceux-ci. Le chapitre suivant se concentre sur la dynamique de ces structures dans la Mer d'Oman. Il a été mis en évidence la présence d'un dipôle se mettant en place durant l'inter-mousson de printemps. Sa mise en place est liée à la fin de la mousson d'hiver. L'anticyclone composant ce dipôle, à l'Est du bassin, est réintensifié durant l'inter-mousson par le vent et d'autres structures se propageant depuis la côte indienne. Ce dipôle créé une forte déformation le long de la côte omanaise, arrachant les eaux sortant du Golfe Persique de la côte et les advectant vers le Nord, avec une partie recirculant vers l'Ouest et une seconde vers l'Est. Dans un troisième chapitre, l'utilisation conjointe d'un modèle réaliste et de données issues d'observations a permis de décrire la circulation de mésoéchelle du Nord de la Mer d'Arabie et de la Mer d'Oman. Les différentes caractéristiques des sorties d'eau du Golfe Persique ont été étudiées en fonction de chacune des saisons, dans le but de compléter l'analyse du chapitre précédent. Etc…

Etude de la circulation de mésoéchelle et des sorties d'eaux du Golfe Persique dans l'Océan Indien Nord-Ouest

The Northwestern Indian Ocean is a region with a complex oceanic circulation. It is composed ofbasins with different topography. The Red Sea is crossed by an oceanic ridge whereas the PersianGulf is a plateau with a maximum depth of 90 meters. These basins open on the Arabian Sea via the Gulfof Aden and Sea of Oman respectively. Furthermore, the region is dominated by the monsoon, strongwinds over the ocean in winter and summer. These seasons are separated by inter monsoons, seasonswhere the winds lose intensity and main direction. Winds and high heat fluxes induce strong evaporation,mainly in the Red Sea and Persian Gulf. These highly saline water masses flow in the Arabian Sea with ahigh seasonal variability.The Indian Ocean is thus a region of strong scientific and geopolitical interest, numerousoceanographic experiment and numerical simulations focus on the geophysical processes in the region.Although, the differences between each basin, the interactions between water masses and the strongseasonal variability lead these studies to focus on a specific period or phenomenon.Recently, numerous studies emphasize on the Red Sea and the Gulf of Aden, where mesoscaleeddies impact the circulation of the saline outflow. These structures form from westward propagating wavesfrom the Indian coast, interacting and destabilizing through the interactions with the winds or eddies.The aim of this thesis is to study the mesoscale circulation in the northen Arabian Sea and in theSea of Oman, which phenomenon dominates the circulation, how do they form and what are theirstructures, how do they interact between them and with the monsoon variability ? In the same time, a studyemphasizes the impacts of these structures in the outflows from the Persian Gulf and the formation ofsmaller scale structures.To answer these questions, numerous data are used : in-situ measurements throughoceanographic experiments and floats, satellite data and re-analysis from model, climatologies, but alsoresults from realistic simulation (HYCOM) or idealized model to study processes.A first chapter focuses on the evolution and measurements of ARGO floats across the Gulf of Aden and theArabian Sea. It points out strong correlations between the surface and deep circulation. Furthermore, highlysaline waters are observed inside and at the periphery of mesoscale eddies with different characteristicsand are advected by those. The following chapter focuses on the dynamic of these structures in the Sea ofOman. It revealed the presence of a dipole during the spring inter monsoon. It set up is linked to the end ofthe winter monsoon. The anticylonical part of the dipole, East of the basin, is reintensified during the intermonsoon through winds and structures propagating from the Indian coast. This dipole creates a strongdeformation field along the coast of Oman, thus tearing the outflowing Persian Gulf Water in the northernpart of the basin, with a recirculation East of it and a spreading in the Arabian Sea West of it.In a third chapter, the use of a model and observations allowed to describe the mesoscalecirculation in the northern Arabian Sea and in the Sea of Oman. The different characteristics of theoutflowing Persian Gulf Water where studied for each season to complete the previous chapter's analysis.Finally, a chapter focuses on the formation a smaller scale structures following the ejection of thePersian Gulf Water. During the Phys-Indien experiment a submesoscale lens where registered in theArabian Sea. This chapter presents its characteristics and an estimation of the mechanisms leading to itsformation and evolution.Le Nord-Ouest de l'océan indien est une région à la dynamique océanique complexe. Elle se compose de plusieurs bassins aux géographies différentes. La Mer Rouge est traversée par une fosse océanique là où le Golfe Persique présente une profondeur maximale de 90 mètres. Ces deux bassins s'ouvrent sur la Mer d'Arabie via le Golfe d'Aden et la Mer d'Oman respectivement. De plus l'ensemble de la région est impacté par le régime des moussons, des vents de forte intensité qui balayent l'océan en hiver et en été. Ces saisons sont entrecoupées d'inter-mousson où les vents perdent leurs intensités et directions principales. Les vents constants et les forts flux de chaleur mènent à d'intense évaporation, tout particulièrement dans la Mer Rouge et le Golfe Persique. Ces masses d'eau très salées s'écoulent dans la Mer d'Arabie avec une grande variabilité en fonction des saisons. L'Océan Indien est ainsi une région présentant un fort intérêt scientifique, de nombreuses campagnes océanographiques et simulations numériques s'intéressent aux différents phénomènes géophysiques. Mais la différence de dynamique entre chaque bassin, les interactions entre les masses d'eau ainsi que la forte variabilité saisonnière forcent ces différentes études à se concentrer sur un phénomène en particulier ou durant une période spécifique. Actuellement, de nombreuses études se concentrent sur la Mer Rouge et le Golfe d'Aden où il est souligné la présence de tourbillons de mésoéchelle influençant le parcours des sorties d'eaux salées. Ces tourbillons sont issus de la propagation d'ondes se formant à la côte indienne, celles-ci se déstabilisant sous l'impact du vent ou d'autres structures. Ainsi cette thèse s'est concentrée sur la circulation de mésoéchelle dans le Nord de la Mer d'Arabie et la Mer d'Oman, quels phénomènes dominent la circulation, quelles sont leurs structures et formations, comment interagissent-elles et comment sont-elles impactées par le régime des moussons ? Parallèlement, une étude est menée sur l'impact de ces structures sur les sorties d'eau salées issues du Golfe Persique et la formation de structures de plus petites échelles. Pour répondre à ces questions de nombreux jeux de données ont été utilisés : des mesures in situ, via des campagnes océanographiques et des flotteurs, des mesures satellites et issues de ré-analyses de modèles, des climatologies mais aussi des résultats issus d'une simulation réaliste HYCOM ou de modèles idéalisés pour étudier certains processus. Un premier chapitre va suivre les évolutions de trajectoires et les enregistrements de flotteurs ARGO à travers le Golfe d'Aden et la Mer d'Arabie. Il en ressort de fortes corrélations entre la circulation de surface et les déplacements de ces flotteurs. De plus, les masses d'eau salées présentes en profondeur, se retrouvent à la périphérie et à l'intérieur de tourbillons de mésoéchelle avec des caractéristiques différentes et sont advectées par ceux-ci. Le chapitre suivant se concentre sur la dynamique de ces structures dans la Mer d'Oman. Il a été mis en évidence la présence d'un dipôle se mettant en place durant l'inter-mousson de printemps. Sa mise en place est liée à la fin de la mousson d'hiver. L'anticyclone composant ce dipôle, à l'Est du bassin, est réintensifié durant l'inter-mousson par le vent et d'autres structures se propageant depuis la côte indienne. Ce dipôle créé une forte déformation le long de la côte omanaise, arrachant les eaux sortant du Golfe Persique de la côte et les advectant vers le Nord, avec une partie recirculant vers l'Ouest et une seconde vers l'Est. Dans un troisième chapitre, l'utilisation conjointe d'un modèle réaliste et de données issues d'observations a permis de décrire la circulation de mésoéchelle du Nord de la Mer d'Arabie et de la Mer d'Oman. Les différentes caractéristiques des sorties d'eau du Golfe Persique ont été étudiées en fonction de chacune des saisons, dans le but de compléter l'analyse du chapitre précédent. Etc…

Etude de la circulation de mésoéchelle et des sorties d'eaux du Golfe Persique dans l'Océan Indien Nord-Ouest

The Northwestern Indian Ocean is a region with a complex oceanic circulation. It is composed ofbasins with different topography. The Red Sea is crossed by an oceanic ridge whereas the PersianGulf is a plateau with a maximum depth of 90 meters. These basins open on the Arabian Sea via the Gulfof Aden and Sea of Oman respectively. Furthermore, the region is dominated by the monsoon, strongwinds over the ocean in winter and summer. These seasons are separated by inter monsoons, seasonswhere the winds lose intensity and main direction. Winds and high heat fluxes induce strong evaporation,mainly in the Red Sea and Persian Gulf. These highly saline water masses flow in the Arabian Sea with ahigh seasonal variability.The Indian Ocean is thus a region of strong scientific and geopolitical interest, numerousoceanographic experiment and numerical simulations focus on the geophysical processes in the region.Although, the differences between each basin, the interactions between water masses and the strongseasonal variability lead these studies to focus on a specific period or phenomenon.Recently, numerous studies emphasize on the Red Sea and the Gulf of Aden, where mesoscaleeddies impact the circulation of the saline outflow. These structures form from westward propagating wavesfrom the Indian coast, interacting and destabilizing through the interactions with the winds or eddies.The aim of this thesis is to study the mesoscale circulation in the northen Arabian Sea and in theSea of Oman, which phenomenon dominates the circulation, how do they form and what are theirstructures, how do they interact between them and with the monsoon variability ? In the same time, a studyemphasizes the impacts of these structures in the outflows from the Persian Gulf and the formation ofsmaller scale structures.To answer these questions, numerous data are used : in-situ measurements throughoceanographic experiments and floats, satellite data and re-analysis from model, climatologies, but alsoresults from realistic simulation (HYCOM) or idealized model to study processes.A first chapter focuses on the evolution and measurements of ARGO floats across the Gulf of Aden and theArabian Sea. It points out strong correlations between the surface and deep circulation. Furthermore, highlysaline waters are observed inside and at the periphery of mesoscale eddies with different characteristicsand are advected by those. The following chapter focuses on the dynamic of these structures in the Sea ofOman. It revealed the presence of a dipole during the spring inter monsoon. It set up is linked to the end ofthe winter monsoon. The anticylonical part of the dipole, East of the basin, is reintensified during the intermonsoon through winds and structures propagating from the Indian coast. This dipole creates a strongdeformation field along the coast of Oman, thus tearing the outflowing Persian Gulf Water in the northernpart of the basin, with a recirculation East of it and a spreading in the Arabian Sea West of it.In a third chapter, the use of a model and observations allowed to describe the mesoscalecirculation in the northern Arabian Sea and in the Sea of Oman. The different characteristics of theoutflowing Persian Gulf Water where studied for each season to complete the previous chapter's analysis.Finally, a chapter focuses on the formation a smaller scale structures following the ejection of thePersian Gulf Water. During the Phys-Indien experiment a submesoscale lens where registered in theArabian Sea. This chapter presents its characteristics and an estimation of the mechanisms leading to itsformation and evolution.Le Nord-Ouest de l'océan indien est une région à la dynamique océanique complexe. Elle se compose de plusieurs bassins aux géographies différentes. La Mer Rouge est traversée par une fosse océanique là où le Golfe Persique présente une profondeur maximale de 90 mètres. Ces deux bassins s'ouvrent sur la Mer d'Arabie via le Golfe d'Aden et la Mer d'Oman respectivement. De plus l'ensemble de la région est impacté par le régime des moussons, des vents de forte intensité qui balayent l'océan en hiver et en été. Ces saisons sont entrecoupées d'inter-mousson où les vents perdent leurs intensités et directions principales. Les vents constants et les forts flux de chaleur mènent à d'intense évaporation, tout particulièrement dans la Mer Rouge et le Golfe Persique. Ces masses d'eau très salées s'écoulent dans la Mer d'Arabie avec une grande variabilité en fonction des saisons. L'Océan Indien est ainsi une région présentant un fort intérêt scientifique, de nombreuses campagnes océanographiques et simulations numériques s'intéressent aux différents phénomènes géophysiques. Mais la différence de dynamique entre chaque bassin, les interactions entre les masses d'eau ainsi que la forte variabilité saisonnière forcent ces différentes études à se concentrer sur un phénomène en particulier ou durant une période spécifique. Actuellement, de nombreuses études se concentrent sur la Mer Rouge et le Golfe d'Aden où il est souligné la présence de tourbillons de mésoéchelle influençant le parcours des sorties d'eaux salées. Ces tourbillons sont issus de la propagation d'ondes se formant à la côte indienne, celles-ci se déstabilisant sous l'impact du vent ou d'autres structures. Ainsi cette thèse s'est concentrée sur la circulation de mésoéchelle dans le Nord de la Mer d'Arabie et la Mer d'Oman, quels phénomènes dominent la circulation, quelles sont leurs structures et formations, comment interagissent-elles et comment sont-elles impactées par le régime des moussons ? Parallèlement, une étude est menée sur l'impact de ces structures sur les sorties d'eau salées issues du Golfe Persique et la formation de structures de plus petites échelles. Pour répondre à ces questions de nombreux jeux de données ont été utilisés : des mesures in situ, via des campagnes océanographiques et des flotteurs, des mesures satellites et issues de ré-analyses de modèles, des climatologies mais aussi des résultats issus d'une simulation réaliste HYCOM ou de modèles idéalisés pour étudier certains processus. Un premier chapitre va suivre les évolutions de trajectoires et les enregistrements de flotteurs ARGO à travers le Golfe d'Aden et la Mer d'Arabie. Il en ressort de fortes corrélations entre la circulation de surface et les déplacements de ces flotteurs. De plus, les masses d'eau salées présentes en profondeur, se retrouvent à la périphérie et à l'intérieur de tourbillons de mésoéchelle avec des caractéristiques différentes et sont advectées par ceux-ci. Le chapitre suivant se concentre sur la dynamique de ces structures dans la Mer d'Oman. Il a été mis en évidence la présence d'un dipôle se mettant en place durant l'inter-mousson de printemps. Sa mise en place est liée à la fin de la mousson d'hiver. L'anticyclone composant ce dipôle, à l'Est du bassin, est réintensifié durant l'inter-mousson par le vent et d'autres structures se propageant depuis la côte indienne. Ce dipôle créé une forte déformation le long de la côte omanaise, arrachant les eaux sortant du Golfe Persique de la côte et les advectant vers le Nord, avec une partie recirculant vers l'Ouest et une seconde vers l'Est. Dans un troisième chapitre, l'utilisation conjointe d'un modèle réaliste et de données issues d'observations a permis de décrire la circulation de mésoéchelle du Nord de la Mer d'Arabie et de la Mer d'Oman. Les différentes caractéristiques des sorties d'eau du Golfe Persique ont été étudiées en fonction de chacune des saisons, dans le but de compléter l'analyse du chapitre précédent. Etc…

Shallow Cross‐Equatorial Gyres of the Indian Ocean Driven by Seasonally Reversing Monsoon Winds

Interior, cross‐equatorial transports are unique phenomena of the Indian Ocean, fluxing heat and salt between hemispheres. We use real and simulated surface drifter trajectories to reveal three cross‐equatorial gyres in the northern Indian Ocean that are driven by the seasonally reversing monsoon winds. Simulated trajectories are computed by advecting hundreds of thousands of particles through a monthly drifter climatology. Gyres are depicted using probabilistic pathlines, defined as the most common trajectories that cross the equator within the Somali Current. Northward pathlines in boreal spring and summer split into two gyres: A 1‐year loop contained west of the Maldives, described as a wind‐driven overshoot of the Southern Hemisphere equatorial gyre, and a 2‐year figure‐of‐eight, encompassing the Great Whirl and reaching the eastern boundary via the equatorial Wytrki jet, to return westward within the North Monsoon Current. Both these gyres include cross‐equatorial flow, driven by southward Ekman drift during the southwest monsoon. Southward pathlines through the Somali Current in winter originate in the dissipating Great Whirl and feed eastward into the South Equatorial Counter Current. Eighty‐five percent of simulated trajectories participate in these gyres, with significant leakage into the Bay of Bengal (14%) and Mozambique Channel (8%). A striking result of our analysis is the lack of pathlines connecting the Somali Current and coastal upwelling regions with the Arabian Basin, in contrast to the continuous coastal current that seasonal streamlines depict. Geostrophic pathlines reveal slow connectivity between these regions below the surface. Consideration of upwelling and subduction is reserved for subsequent modeling studies. Plain Language Summary The Somali Curent connects the Southern and Northern Hemispheres in the western Indian Ocean. Under the influence of the monsoon winds, the Somali Current reverses in direction and connects with different currents annually. Each basin of the Indian Ocean possesses different water mass characteristics, in temperature and salinity, for example. We use real and simulated drifters, devices flowing with the currents, to show the most important pathways followed by the water masses through the Somali Current. We find three gyres, or recirculation patterns, crossing the equator. Two of them are observed during the boreal spring and summer monsoon, when the Somali Current flows northward: a 1‐year loop remaining in the western part of the Indian Ocean and a 2‐year figure‐of‐eight extending from the coast of Somali to the eastern coast of India. The last gyre is observed in winter, when the Somali Current reverses to flow southward. Our approach uses a monthly resolution, thus focusing on quasi‐stationary features (e.g., the Great Whirl, a large anticyclone) and large‐scale mechanisms: geostrophy and wind‐induced motions, thus keeping aside smaller features such as mesoscale eddies. A striking result is the lack of connectivity between the Somali Basin and Arabian Basin. Key Points Probabilistic pathlines are computed to trace the circulation of surface waters through the time‐evolving flow of the monsoonal Indian Ocean Three cross‐equatorial gyres link the Somali Current with circulation around the equatorial gyre and Seychelles‐Chagos thermocline ridge The Somali Current is only weakly connected to the Arabian Basin via slow, geostrophic, eddying flows beneath the Ekman laye

Vortex-wall interaction on the β-plane and the generation of deep submesoscale cyclones by internal Kelvin Waves-current interactions

International audienceIn this paper, we investigate the vortex-wall interaction on the β-plane, using a submesoscale and internal waves resolving model in an idealised context. Our results bring new insights on the dynamics of oceanic mesoscale eddies as they drift toward a western boundary. We show that there exists a strong cyclone/anticyclone asymmetry in the interaction, contrary to what was suggested in previous studies: anticyclones cannot drift meridionally along the wall because of internal Kelvin Waves-current interactions. This interaction is shown to be an efficient mechanism to generate small coherent submesoscale cyclones, which can travel hundreds of kilometres into the interior of the ocean

On the dynamics of an idealised bottom density current overflowing in a semi-enclosed basin: mesoscale and submesoscale eddies generation

The Red Sea Water enters the Gulf of Aden through the Strait of Bab El Mandeb as a density current. The Red Sea Water subsequently spreads into the Gulf of Aden under the influence of surface mesoscale eddies, which dominate the surface flow, of topographic features such as rift and capes, and of the monsoon regimes. The dynamics of a bottom density current overflowing in a semi-enclosed basin, as the Red Sea Water outflows in the Gulf of Aden, is investigated by performing idealised numerical simulations, at submesoscale resolution, in which we progressively add topographic and dynamical elements. The rift and cape play an important role, respectively, on the vertical and the horizontal mixing as well as baroclinic and barotropic instabilities undergone by the bottom density current. Mesoscale and submesoscale eddies are generated depending on the model configuration. In the presence of surface mesoscale eddies, the bottom density current water is mainly advected at their periphery. In winter, both mesoscale and submesoscale eddies are generated, while in summer only submesoscale eddies are present. Finally, to put our results based on idealised numerical simulations and Lagrangian experiments in perspective, we analyse the trajectories of three Argo floats, deployed in the Rift of Tadjurah. Clues of submesoscale eddies generation at capes are observed which is in agreement with our idealised numerical simulations

Observations of a Deep Submesoscale Cyclonic Vortex in the Arabian Sea

Submesoscale coherent vortices (SCVs) are numerous in high-resolution numerical simulations, but their observations are scarce. Among the few in situ available measurements of SCVs, a vast majority concern anticyclones. No cyclonic SCV with large dynamical Rossby number (|zeta/f| > 1) has ever been sampled. This suggested that such small cyclones may lack robustness. Here, we present in situ measurements of an intense cyclonic SCV in the Arabian Sea. This eddy lay at 600 m depth, with a Rossby numberRo=O(1)and a dynamical Rossby number|zeta/f| > 1.5. This cyclone was most likely generated at the mouth of the Gulf of Aden. It trapped and advected Red Sea Water, from there on. This highlights the role of deep SCVs in the spreading of salty waters across the Arabian Sea

Life cycle of mesoscale eddies in the Gulf of Aden

International audienceThe Red Sea Water is a warm and salty water produced in the Red Sea by evaporation induced by strong solar radiation. This dense water mass exits the Red Sea through the Strait of Bab El Mandeb, and enters the Gulf of Aden as a density current between 400 and 1000 metre depth. In the Gulf of Aden, in situ and satellites observations have shown the impact of the deeply reaching eddies dominating the mesoscale dynamics, on the spreading of the Red Sea Water. In this paper, we study the life cycle of these mesoscale eddies in the Gulf of Aden by using a regional primitive equation model at mesoscale resolution, and an eddy-tracking algorithm. The mesoscale anticyclonic eddies are formed at the mouth of the Gulf of Aden, and subsequently drift westward into the gulf. Mesoscale anticyclones are long-lived compared to the cyclones. The cyclones result from the interaction of anticyclones with the coast and the sloping topography. The wind stress, the bathymetry and the surrounding eddy field drive the life cycle of eddies. Finally, Kelvin and internal waves are triggered along the northern and southern coasts