Une intelligence artificielle informée par la physique suggère l’existence d’un super gyre dans l’océan Austral


En utilisant l’algorithme THOR basé sur l’apprentissage automatique informé par l’océanographie physique, une équipe de scientifiques a étudié l’existence d’un seul super gyre dans l’océan Austral, par opposition à la théorie traditionnelle basée sur les gyres isolés de la mer de Weddell et de la mer de Ross. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature – Communications Earth & Environment.

L’océan est un régulateur clé du système climatique de la Terre, car il stocke et redistribue la chaleur et le carbone. La circulation dans l’océan Austral est importante car elle relie les principaux bassins océaniques et l’océan profond à la surface en déplaçant les eaux vers le haut.

 

Figure illustrant la différence entre le cadre traditionnel et le cadre proposé dans ce travail.

 

La circulation des gyres est importante pour la remontée des eaux, et les scientifiques pensent généralement qu’elle se produit dans les mers de Ross et de Weddell. Dans ce travail, un « super gyre » quasi-circumpolaire est proposé à l’aide d’un modèle océanique réaliste. Par rapport à l’Atlantique Nord, où une grande partie de la théorie est fondée, l’océan Austral n’a pas de frontières occidentales et orientales clairement définies.

En utilisant des techniques d’apprentissage automatique (Machine Learning) pour identifier les régimes dynamiques dominants qui régissent la circulation dans l’océan Austral, nous constatons que l’emplacement spécifique de la topographie rugueuse joue un rôle clé. La topographie agit comme une frontière occidentale efficace le long du courant circumpolaire antarctique et stimule la remontée d’eau en aval des obstacles du fond marin.

Cette connaissance peut être utilisée pour recommander des stratégies d’observation. En classant la limite orientale effective comme la zone où les obstacles du fond marin disparaissent, nous identifions un « super gyre » quasi-circumpolaire.

Le « super gyre » enveloppe et relie les sous-gyres de Ross et de Weddell, ce qui a des implications importantes pour établir le rôle de l’océan Austral dans la fermeture de la branche méridionale de la circulation de retournement.

 

Pour en savoir plus

Référence
Sonnewald, M., Reeve, K.A. & Lguensat, R. A Southern Ocean supergyre as a unifying dynamical framework identified by physics-informed machine learning. Commun Earth Environ 4, 153 (2023). https://doi.org/10.1038/s43247-023-00793-7

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Redouane Lguensat


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