Le rôle climatique des fronts océaniques de fine échelle en profondeur (prix Prud'homme 2020)

L'océan est le plus grand réservoir d'énergie de notre planète. La quantité de chaleur qu'il est capable de stocker est modulée par sa circulation complexe, opérant sur des échelles allant du centimètre à la dizaine de milliers de kilomètres. Les découvertes scientifiques des deux dernières décennies ont révélé l'existence de fronts de fine échelle (d'environ 1 à 50 km), analogues aux fronts atmosphériques, dans la couche de mélange océanique de surface. Ces fronts agissent comme des conduits entre l'océan et l'atmosphère, contrôlant les échanges de gaz et de chaleur. Combinant observation et modélisation, nous démontrons pour la première fois le rôle capital de ces fronts jusqu'à 1000 m de profondeur. Ils génèrent d'importants flux de chaleur dirigés de l'intérieur de l'océan vers la surface, pouvant modifier la capacité de stockage de chaleur de l'océan, avec des répercussions potentiellement majeures pour les systèmes biogéochimique et climatique. The ocean is the largest solar energy collector on Earth. The amount of heat it can store is modulated by its complex circulation, which spans a broad range of spatial scales, from centimeters to thousands of kilometers. Scientific discoveries of the past two decades revealed the existence of fine-scale fronts (≈ 10-20 km wide), analogous to atmospheric fronts, in the oceanic surface mixed layer. These fronts control the exchanges between the ocean and the atmosphere just as the capillary vessels of our pulmonary alveoli facilitate the exchange of gas when breathing. Combining observation and modeling, we demonstrate for the first time the crucial role played by these fronts in the ocean interior. These fine-scale fronts drive an anomalous upward heat transport from the ocean interior back to the surface. This can alter the ocean heat storage capacity, with potential major implications for the biogeochemical and climate systems.