Charakterisierung von Fronten im westlichen Mittelmeer mit besonderem Augenmerk auf die Nordbalearenfront

Characterization of fronts in the Western Mediterranean with a special focus on the North Balearic Front

Caracterización de los frentes en el Mediterráneo Occidental con especial atención al Frente Norte de Baleares

Caractérisation des fronts en Méditerranée occidentale avec un accent particulier sur le front Nord-Baléares

Caratterizzazione dei fronti nel Mediterraneo occidentale con particolare attenzione al fronte nord delle Baleari

Quentin-Boris Barral (1) , Bruno Zakardjian (1) , Franck Dumas (2) , Pierre Garreau (3) , Pierre Testor (4) , Jonathan Beuvier (5)

1 MIO - Institut méditerranéen d'océanologie
2 SHOM - Service Hydrographique et Océanographique de la Marine
3 LOPS - Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale
4 VOG - Variabilité de l'Océan et de la Glace de mer
5 Mercator Océan

We focus on the characterization of thermohaline fronts in the Western Mediterranean, with a particular focus on the North Balearic Front (NBF), separating the Atlantic Waters that spread into the Algerian Basin from the saltier and colder waters of the Liguro-Provençal area. We use a simple gradient-based method of front detection applied to a 20-year (from June 1993 to June 2013) reanalysis of the Mediterranean. Statistics of daily frontal indices are used to identify areas of recurrent fronts, i.e., frontal zones. Comparisons with data from glider transects and remotely sensed sea surface temperature and altimetry data have been used to validate our approach from daily to seasonal and interannual time scales. Our method yielded two co-existing frontal zones in the area of the NBF. One with an almost permanent haline surface frontal zone extending southeastward from the Balearic Islands to Sardinia, representing the northern limit of the fresher Atlantic Water that spreads via instabilities of the Algerian Current and associated Algerian Eddies. Between years, its position shifts by about 1° of latitude, possibly due to processes associated with both the deep water formation in the Provençal Basin and the spreading of southern Algerian Eddies. The second frontal zone is seasonal and thermally driven extending off the northeast of Menorca to the northwest of Corsica. The Pyrenees Front, a sharp thermal front off Cap de Creus which marks the boundary between the warm surface waters of the Balearic Sea and the cooler waters in the Gulf of Lion in late summer, appears to facilitate the formation of the aforementioned seasonal thermal front through the northeastward advection of its waters toward the West Corsican Current. The divergent eastward extensions of the two frontal zones, and their differences in nature, structure, and spatio-temporal variability, call for a revisit of the NBF appellation and a clarification of its dynamics.

Nous nous concentrons sur la caractérisation des fronts thermohalins en Méditerranée occidentale, avec un accent particulier sur le Front Nord-Baléares (NBF), séparant les eaux atlantiques qui se répandent dans le bassin algérien des eaux plus salées et plus froides de la zone Liguro-Provençal. Nous utilisons une méthode simple de détection des fronts basée sur le gradient, appliquée à une réanalyse de 20 ans (de juin 1993 à juin 2013) de la Méditerranée. Les statistiques des indices frontaux quotidiens sont utilisées pour identifier les zones de fronts récurrents, c'est-à-dire les zones frontales. Des comparaisons avec des données issues de transects de planeurs et des données de température de surface de la mer et d'altimétrie télédétectées ont été utilisées pour valider notre approche, de l'échelle journalière à l'échelle saisonnière et interannuelle. Notre méthode a permis d'identifier deux zones frontales coexistantes dans la région du NBF. L'une avec une zone frontale de surface haline quasi permanente s'étendant vers le sud-est des Baléares à la Sardaigne, représentant la limite nord des eaux atlantiques plus fraîches qui se répandent via les instabilités du courant algérien et des tourbillons algériens associés. D'une année sur l'autre, sa position se déplace d'environ 1° de latitude, probablement en raison de processus associés à la fois à la formation d'eau profonde dans le bassin provençal et à la propagation des tourbillons algériens du sud. La deuxième zone frontale est saisonnière et thermique, s'étendant du nord-est de Minorque au nord-ouest de la Corse. Le Front des Pyrénées, un front thermique net au large du Cap de Creus qui marque la limite entre les eaux chaudes de surface de la mer des Baléares et les eaux plus froides du Golfe du Lion à la fin de l'été, semble faciliter la formation du front thermique saisonnier susmentionné par l'advection de ses eaux vers le nord-est du courant de Corse occidentale. Les extensions divergentes vers l'est des deux zones frontales, et leurs différences de nature, de structure et de variabilité spatio-temporelle, appellent à une révision de l'appellation NBF et à une clarification de sa dynamique.

Mots clés: Frontal detection; Seasonal variability; Annual variability; Deep water formation; Eddies; Western Mediterranean; North Balearic Front

Domaines: Océanographie; Océan, Atmosphère; Physique Atmosphérique et Océanique [physics.ao-ph]

Quentin-Boris Barral, Bruno Zakardjian, Franck Dumas, Pierre Garreau, Pierre Testor, et al.. Characterization of fronts in the Western Mediterranean with a special focus on the North Balearic Front. Progress in Oceanography, 2021, 197, pp.102636. ⟨10.1016/j.pocean.2021.102636⟩. ⟨hal-03298852⟩