A hipótese principal deste trabalho é que as anomalias de precipitação na ZCIT com períodos de 20 a 50 dias e dimensão zonal de 1000 a 1500 km, causadas remotamente por Ondas de Instabilidade Tropical (OITs) e/ou Ondas de Rossby Curtas (ORCs) podem causar anomalias de salinidade da superfície do mar. Para responder à hipótese, o presente trabalho quantifica a influência dos padrões propagantes da temperatura da superfície do mar sobre variáveis atmosféricas na escala das ORCs e OITs. Os coeficientes de regressão do vapor dágua integrado verticalmente e da precipitação revelam que a influência da temperatura superficial na atmosfera se dá remotamente à região de domínio das ondas, alcançando a ZCIT. A distribuição das anomalias do divergente do vento corrobora a ideia de aceleração dos ventos sobre águas quentes e desaceleração sobre águas frias. A carência de correlações estatisticamente significativas entre a precipitação e a salinidade superficial, devido à baixa qualidade dos dados, não permitiu que a hipótese principal fosse avaliada. Entretanto, fica evidente a influência destas ondas em variáveis atmosféricas que alteram o balanço de evaporação e precipitação que tem influência direta na salinidade superficial. Denominamos ORCs as oscilações com período de _49 dias e comprimento de onda de _1500 km e OITs os padrões com _21 dias e _1000 km. A identificação dinâmica destas ondas foi feita através da teoria linear de ondas equatoriais no modelo de águas rasas quase-geostrófico para um oceano invíscido de 1,5 camadas. Os dados de anomalia da altura da superfície do mar revelaram apenas a existência de ORCs, enquanto que a temperatura da superfície do mar apresentou o sinal de ambas as ondas, sendo as OITs dominantes até 6_ do Equador. A principal contribuição deste trabalho é a confirmação da hipótese de que OITs e ORCs coexistem, são distinguíveis e geram alterações no vento por mecanismos similares. Até o presente momento, desconhecemos outro estudo que alie a separação teórica dos padrões oceânicos propagantes obtidos por satélites à quantificação da variabilidade atmosférica associada às anomalias de TSM em bandas do espectro zonal-temporal características de ondas dinamicamente distintas / We hypothesize that rainfall anomalies with 2050 days and 10001500 km on the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) can induce sea surface salinity anomalies. We argue that these precipitation anomalies are remotely caused by Tropical Instability Waves (TIWs) and Short RossbyWaves (SRWs). We have quantified the sea surface temperature influence on atmospheric fields at the TIWs and SRWs spectral bands through regression analysis. In that, wind anomalies are larger over temperature anomalies. Winds tend to accelerate over positive temperature anomalies and slow down over negative anomalies. Changes on water vapor and rainfall occur predominantly on the ITCZ, far from the strongest temperature anomalies near the equator. However, we couldnt address the main hypothesis due to the lack of significant correlation between rainfall and sea surface salinity anomalies. We speculate that this is a consequence of the low quality of the salinity data used in this study. We have identified TIWs as the waves with _21 days and _1000 km and SRWs as the oscillations with _49 days and _1500 km. The identification of the dynamics was made according to equatorial long waves theory based on a linear, quasi-geostrophic, 1.5 layers, inviscid ocean model. Sea surface height anomalies could only reveal SRWs. Sea surface temperature anomalies show both type of waves, with TIWs dominating within 6_ from the equator. Our main contribution was to show that TIWs and SRWs coexist, can be isolated and change wind field through similar mechanisms. We do not know any other study that linked theoretical identification of dynamically different oceanic waves to the atmospheric variability in a quantitative fashion

In this work, formulations of ocean data assimilation methods and numerical experiments focusing on the tropical Atlantic Ocean are presented. A methodology of correction of salinity, which takes the temperature analysis and a local relation between temperature and salinity, and numerical experiments are also presented. The methods used here were: the Bergthorsson and Döös (B&D) method; the method of Successive Corrections, both with fixed weights; and a version of the Kalman filter based on the Fokker-Plank equation with prognostic weights. The global circulation model MOM version 3 from GFDL/NOAA was used for the realization of experiments with inter-annual and seasonal variabilities. These experiments used observational data from the PIRATA project and from the climatological Levitus Atlas, respectively. The experiments were performed after 15 years of spin up. Several sensitivity experiments were realized to identify the impact of data assimilation on the model results, particularly in relation to: (i) the number of model vertical levels with assimilation, (ii) assimilation of only vertical profiles of temperature; (iii) assimilation of only vertical profiles of salinity; (iv) assimilation of vertical profiles of both temperature and salinity; (v) assimilation of only vertical profiles of temperature but with salinity correction. The results showed that the use of the assimilation methods reduced the model errors in relation to the observational data. The analysis increments by the data assimilation methods heated the surface ocean and cooled the region below the thermocline. The Kalman filter version produced localized corrections around the observational data, while the methods with prescribed weights produced smooth analysis with large-scale impacts. The assimilation of only temperature with the B&D method conducted for 1 year imposed perturbations that caused the degradation of the solution in the second half of the experiment. The assimilation of both temperature and salinity or the assimilation of only temperature with salinity correction produced the best model estimate with respect to observation. For the implementation of an operational ocean data assimilation system with the methods investigated in the present work, it is recommended the use of the B&D method and assimilation of both temperature and salinity. / Neste trabalho são apresentadas formulações de métodos de assimilação de dados oceanográficos e experimentos numéricos enfocando o Oceano Atlântico tropical. É apresentada ainda uma metodologia e experimentos de correção da salinidade a partir de análises de temperatura usando uma relaçãolocal entre a temperatura e salinidade. Foi utilizado o método de Bergthorsoon e Döös (B&D), o método de correções sucessivas, ambos com pesos prescritos, e uma versão do filtro de Kalman baseada na equação de Fokker-Planck com pesos prognosticados. Foi empregado o modelo de circulação geral dos oceanos MOM3 do GFDL/NOAA para a realização de experimentos com variabilidade interanual e com variabilidade sazonal usando dados observados do projeto PIRATA e climatologia do Atlas de Levitus, respectivamente. As integrações foram feitas após 15 anos de integração de spin up. Diversos experimentos de sensibilidade foram realizados para identificar o impacto da assimilação de dados na simulação do modelo, particularmente em relação a: (i) número de níveis verticais do modelo com assimilação; (ii) assimilação com perfis verticais de temperatura; (iii) assimilação com perfis verticais de salinidade; (iv) assimilação de ambos perfis verticais de temperatura e salinidade; e (v) assimilação de somente perfis verticais de temperatura mas com correção da salinidade. Os resultados obtidos indicam que os métodos de assimilação reduziram os erros do modelo em relação às observações. Os incrementos da análise produzidos pelos métodos de assimilação aqueceram o oceano superficial e esfriaram a região abaixo da termoclina. A versão do filtro de Kalman produziu correções localizadas ao redor dos pontos de dados observacionais, enquanto os métodos com pesos prescritos produziram análises mais suaves com correções em áreas maiores. A assimilação de somente temperatura com o método de B&D conduzida por 1 ano impôs perturbações que causaram a degradação da qualidade da simulação na segunda metade do experimento. A assimilação de ambos temperatura e salinidade ou somente assimilação de temperatura com correção da salinidade produziram a melhor estimativa do modelo em relação às observações. Para a implementação de um sistema de assimilação de dados oceanográficos operacional com os métodos aqui investigados recomenda-se o uso do método de B&D e assimilação de ambos temperatura e salinidade.

Cette thèse vise à explorer l'influence des températures de surface de l'océan (TSO) sur les vents de surface en Atlantique tropical aux échelles saisonnière et intrasaisonnière. Nous avons commencé par étudier les bilans de moment cinétique et de convergence des vents de surface, avec un modèle simple de couche de mélange atmosphérique et des réanalyses, afin d'identifier les processus liés à l'influence des TSO sur le vent de surface. La comparaison de ces résultats avec les observations montre que les réanalyses souffrent de problèmes communs à tous les modèles de climat, couplés ou non : nous proposons donc au final d'appliquer notre méthode pour évaluer la capacité d'un modèle d'atmosphère à répondre correctement aux fluctuations de la TSO, et à indiquer quelles paramétrisations sont potentiellement à l'origine de défauts dans le modèle. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons mis en évidence les structures et les périodes où les variabilités océaniques et atmosphères sont maximales, à l'aide de différentes techniques d'analyse spectrale. Nous nous sommes ensuite focalisés sur les zones de fort gradient de la TSO (zones de front) afin d'étudier les caractéristiques des structures spatio-temporelles de la réponse atmosphérique liées aux fluctuations de ce front. Contrairement à la région équatoriale (ou on retrouve des résultats déjà évoqués dans des études antérieures), les deux fronts côtiers au large de l'Angola-Namibie et du Sénégal-Mauritanie ne montrent pas de signe de couplage actif avec l'atmosphère. / The main goal of this thesis is to explore the influence of sea surface temperature (SST), on surface wind at seasonal and intraseasonal timescales. At seasonal timescales, momentum and convergence budget were first documented by using a simple atmospheric mixed layer model, and two reanalyses. This approach allows us to identify the main processes that control the surface wind dynamics, in order to explore their sensitivity to the SST. Results show that these processes vary strongly in different regions of the tropical Atlantic. In addition, the comparison of the representation of theses processes in observations and reanalyses show that, as in all climate models (coupled or not), the reanalyses have the same flaws. Eventually, this work proposes a method to better assess the capacity of an atmospheric model to answer the SST fluctuations, and investigate potential wrong atmospheric parameterizations, such as boundary layers. The second part of this study focuses on tropical Atlantic regions of strong SST gradients, where SST intraseasonal variability is the largest. Several technics of spectrum and statistical analysis were performed in order to investigate the atmospheric patterns associated to these fluctuations of oceanic fronts. Except in the equatorial region (where we found a clear coupling already described in previous studies), no clear hint of a surface wind response to the SST fluctuations was observed in the two coastal upwelling fronts. In addition, the oceanic patterns associated to the SST indexes were also investigated. In all three upwelling fronts, as expected for such upwelling regimes, the vertical oceanic mixing clearly dominates the mixed-layer heat budget. In the equatorial band, as found in previous studies, the horizontal advection is equally important, while it appears surprisingly weak in the coastal fronts. Eventually, potential signals of equatorial and coastal Kelvin waves were also followed to these coastal fronts.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-11T18:18:13Z No. of bitstreams: 1 diss-Raphael-Logato-de-Oliveira-PPGA.pdf: 25249109 bytes, checksum: bebdeef5c344d7c319f3fd7481af2cce (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T18:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss-Raphael-Logato-de-Oliveira-PPGA.pdf: 25249109 bytes, checksum: bebdeef5c344d7c319f3fd7481af2cce (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A taxa de crescimento de uma colônia do coral endêmico brasileiro Siderastrea stellata, proveniente da Reserva Biológica do Atol das Rocas (3° 45’ S / 33° 40’ O – 3° 55’ S / 33° 50’ O), baseada em conta gem de bandas de crescimento e datação absoluta pelo método U-Th, seguidas de analises geoquímicas e isotópicas, revelaram uma variablidade das Temperaturas de Superfície do Mar (TSM) durante os últimos 39 anos. Os resultados demonstram uma forte correlação entre o crescimento do coral e a razão Sr/Ca, como também entre o Sr/Ca e U/Ca. O crescimento, Sr/Ca e U/Ca indicaram um forte sinal com frequência decadal, que é correspondente a um dos principais regimes de variabilidade do Atlântico Tropical Sul. Além disto, pode ser dito que o sinal do δ18O apresentou uma boa coerência com a ZCIT, indicando um potencial para futuros estudos sobre flutuações de salinidade. Porém, a falta de correlação entre os parametros geoquimicos com a TSM pode ser atribuída à limitação dos registros instrumentais de TSM disponíveis para a área de estudo (PIRATA), que são provenientes de bóias oceanográficas espaçadamente distribuídas. Assim, este estudo destaca alguns importantes fatores: a necessidade de se obter os registros de TSM in situ, para que seja possível estabelecer boas correlações entre esta e os traçadores; a clara relação entre o crescimento e Sr/Ca, sugerindo que este traçador pode não ser regulado somente pela TSM no caso de S. stellata; e a predominância de influências de variabilidades decadais e semi-decadais para esta região / One colony growth rate of an endemic Brazilian coral Sideratrea stellata from Atol das Rocas Biological reserve (3° 45’ S / 33° 4 0’ O – 3° 55’ S / 33° 50’ O), based on growth band counting and U-Th dating method, followed by geochemical analysis, revealed Sea Surface Temperature (SST) variability for the last 39 years. Results show a strong correlation between coral growth and Sr/Ca ratio, and also strong correlation between Sr/Ca and U/Ca. Growth, Sr/Ca and U/Ca indicate strong signal at decadal frequencies, corresponding to one of major South Tropical Atlantic variability. Moreover, it can be said that δ18O signal has showed good coherence with respect to ITCZ, pointing out to potential future studies about salinity fluctuations. However, the lack of correlation between SST and geochemical tracers can be attributed to instrumental SST data restriction for the study site, which comes from sparsely distributed oceanographic buyos (PIRATA). Insofar, this study highlights some important factors: the need for in situ SST registry in order to establish good correlations for SST and geochemical data; the clear relationship between coral growth and Sr/Ca, suggesting that this ratio may not be regulated by SST only for S. stellata; and the predominance decadal and semi-decadal variabilities at this region.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-12T15:30:43Z No. of bitstreams: 2 Leite_FS-Tese2012-DOCEAN-tt.pdf: 7355705 bytes, checksum: cdd11be57564224083c3a2b8946fb3de (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T15:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Leite_FS-Tese2012-DOCEAN-tt.pdf: 7355705 bytes, checksum: cdd11be57564224083c3a2b8946fb3de (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-09-26 / FACEPE / A exploração de óleo e gás vem apresentando um rápido crescimento em regiões de baixa latitude, mesmo assim pouquíssimos experimentos e modelagens envolvendo vazamento de gás têm sido publicados pela comunidade científica. Este estudo foi desenvolvido de modo a aumentar o conhecimento a respeito do comportamento da pluma de gás durante um vazamento acidental em águas rasas. Os métodos usados e os resultados obtidos são apresentados neste estudo, assim como um modelo para simular o transporte e a dispersão de uma pluma de gás liberada em águas rasas. Primeiramente, experimentos de campo foram realizados através da simulação de um vazamento de gás natural a aproximadamente 30 m de profundidade na costa nordeste do Brasil. Quatro cenários distintos, com variadas condições de forçantes geofísicas, foram associados a diferentes fluxos de gás (de 3000 a 9000 L.h-1) e períodos sazonais (verão e inverno). Num segundo estágio, a análise de dispersão da pluma de gás foi realizada com os dados obtidos in situ. O modelo usou um volume de controle lagrangiano para discretização e simulou a evolução da pluma de gás associando a termodinâmica e o impacto desta na hidrodinâmica da pluma de gás. De acordo com os dados coletados, o transporte predominante da corrente ocorreu para sulsudoeste (nordeste) durante o verão (inverno). A diferença no diâmetro da pluma ocorreu principalmente na camada mais próxima à superfície. A pluma de gás deslocou-se para sul-sudoeste no verão e para nordestenorte durante o inverno. Os fluxos de gás liberados no assoalho oceânico pareceram não afetar a hidrodinâmica local. O movimento da pluma foi sempre influenciado pelas forçantes de maré e meteorológica, nesta ordem. Os resultados de modelagem indicaram que, à medida que a pluma sobe na coluna de água, a mesma é deslocada horizontalmente na direção da corrente predominante. A situação extrema estabeleceu um raio crítico (máximo deslocamento horizontal) da fonte de gás de 35,2 m. A comparação entre os dados medidos e os calculados mostrou que o modelo representou satisfatoriamente as principais características da liberação de gás, tais como o deslocamento, o diâmetro e o tempo de ascensão da pluma. Apesar das plumas apresentarem a largura média da mesma ordem de magnitude entre as medições e os cálculos, melhorias podem aumentar o desempenho do modelo durante o desenvolvimento inicial das plumas. Dados importantes e únicos foram coletados durante os vazamentos de gás, os quais contribuíram para a caracterização do comportamento de diferentes fluxos em diferentes períodos. Os experimentos forneceram uma base de dados para um modelo computacional que foi capaz de reproduzir o transporte e a dispersão de uma pluma de gás no ambiente marinho. O modelo foi capaz de prever o transporte e destino do gás liberado no ambiente. O mesmo pode, portanto, ser usado como uma ferramenta para planos de contingência de vazamentos acidentais de gás no oceano. / Underwater oil and gas exploration has been growing fast in low latitude regions, even though very few experimental data acquisition and modeling involving gas release in tropical and shallow waters have been published by the scientific community. This study was developed to increase the knowledge concerning the gas behavior during a subsurface blowout in shallow waters. The methods used and the results obtained from this study are presented, as well as a model to simulate the transport and dispersion of a subsurface gas plume released from shallow waters. At first, field experiments were carried out by simulating a subsurface blowout with natural gas at approximately 30 m depth in the Northeast Brazilian coast. Four distinct scenarios with varied conditions of geophysical forcing were associated with different fluxes (from 3000 to 9000 L.h-1) and seasonal periods (summer and winter). As a second stage, the analysis of the gas plume dispersion was accomplished with the data obtained from the above campaigns. The model used a Lagrangian control volume for discretization and simulated the gas plume evolution, associating thermodynamics and the impact of the thermodynamics on the hydrodynamics of the gas plume. The predominant transport occurred toward the south-southwest (northeast) during the summer (winter) period. The difference in the plume width occurred mainly in the upper surface layer. The gas plume displaced toward the south-southwest (northeast-north) during the summer (winter) period. The gas flow releases seemed not to affect the local hydrodynamics. The plume movement was always influenced by the tidal and meteorological forcings, in that order. The simulation results indicated that, as the gas plume rose in the water column, the same plume was horizontally displaced toward current predominant direction. The extreme situation provided a critical radius (maximum horizontal displacement) from the gas release source of 35.2 m. The comparison between the measured and the calculated data showed that the model satisfactorily represented the main features of the gas release, such as the displacement, diameter and ascending time of the plume. Although the mean plume widths have the same order of magnitude between the measurements and the calculations, improvements may enhance the model’s performance during the earlier plume development. Important and unique data were collected during these subsurface releases, which contributed to the characterization of the behavior of different blowouts in different seasons. The experiments provided a baseline for a computational model capable of reproducing gas plume transport and dispersion in the marine environment. The model was able to predict the gas release transport and fate in the environment. Thus it can be used as a tool for contingency planning of an accidental underwater gas release.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-18T13:04:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Gbekpo_Aubains_2015.pdf: 10869276 bytes, checksum: 0b22521ef971c75f3112dcbc74fcbb7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T13:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Gbekpo_Aubains_2015.pdf: 10869276 bytes, checksum: 0b22521ef971c75f3112dcbc74fcbb7a (MD5) Previous issue date: 2015-04-08 / As interações do sistema oceano-atmosfera no Atlântico tropical e suas contribuições à grande variabilidade da precipitação ao longo da costa do nordeste do Brasil (NEB) foram investigadas para os anos de 1974-2008. Os núcleos das estações chuvosas de Março-Abril e de Junho-Julho foram identificados para a parte norte do Nordeste do Brasil (NNEB) e a parte leste do Nordeste do Brasil (ENEB), respectivamente. As regressões lineares defasadas entre as anomalias da Temperatura da Superfície do Mar (TSM), da Pseudo tensão de cisalhamento de vento (PWS), do Fluxo de calor latente (LHF), da Umidade especifica do ar, e as anomalias (positivas e negativas) de precipitação forte no NNEB e no ENEB mostram que a variabilidade da precipitação dessas regiões é diferentemente influenciada pela dinâmica do Atlântico tropical. Quando a zona de convergência intertropical (ZCIT) é anormalmente deslocada para o sul alguns meses antes da estação chuvosa do NNEB, a fase negativa do Modo Meridional do Atlântico (AMM) (fortalecimento dos ventos alísios do nordeste, relaxamento dos ventos alísios do sudeste, maior evaporação no hemisfério norte, menor evaporação no hemisfério sul, TSM mais fria no hemisfério norte, e TSM mais quente no hemisfério Sul), aumenta a precipitação durante a estação chuvosa. O efeito oposto ocorre durante a fase positiva do AMM. Além disso, o estudo mostra a grande influência e um efeito preditivo da região Noroeste do Atlântico Equatorial noroeste (NWEA) sobre a precipitação do NNEB. Com relação ao estado subsuperficial do oceano, os resultados indicam que uma camada de barreira mais fina na NWEA de Novembro-Dezembro até Março-Abril é associada ao resfriamento progressivo da TSM, ao reforço do componente meridional do vento nordeste e precipitações intensas sobre o NNEB. Já a influência da dinâmica do Atlântico tropical sobre a variabilidade da precipitação no ENEB em Junho-Julho indica uma propagação para noroeste de uma área de forte correlação positiva de TSM e de Umidade específica do ar, deslocando-se da parte sudeste do Atlântico tropical (de Fevereiro-Março) para a região da Piscina Quente do Atlântico Sudoeste (SAWP), situada ao largo do Brasil (Junho-Julho). A área de propagação das anomalias, observada segue globalmente o caminho do ramo sul da Corrente Sul Equatorial (sSEC), que é responsável pelo transporte de calor oceânico de leste para oeste no Atlântico tropical sul. O deslocamento da fase mais quente da advecção horizontal de calor oceânico, na camada de mistura, de leste da bacia (entre 5º-15ºS) para a costa do Brasil em Junho-Agosto corrobora a influência da sSEC sobre o núcleo da chuva do ENEB. Uma aceleração dos ventos alísios de sudeste, associada a uma convergência da anomalia do vento sobre a SAWP, produz excesso de umidade do ar sobre a região e provoca mais precipitação sobre ENEB. O efeito oposto ocorre para os episódios menos chuvosos. De acordo com o estudo, a SAWP se mostra como uma área de potencial para o estabelecimento de um índice de previsão de chuvas no ENEB. / Tropical Atlantic Ocean-atmosphere interactions and their contributions to strong variability of rainfall along the Northeast Brazilian coast (NEB) were investigated for the years 1974-2008. The core rainy seasons of March-April and June-July were identified for northern Northeast Brazil (NNEB) and eastern Northeast Brazil (ENEB), respectively. Lagged linear regressions between sea surface temperature (SST), pseudo wind stress (PWS), latent heat flux (LHF) and air specific humidity anomalies over the entire tropical Atlantic and strong rainfall anomalies in NNEB and ENEB show that the rainfall variability of these regions is differentially influenced by the dynamics of the tropical Atlantic. When the intertropical convergence zone (ITCZ) is abnormally displaced southward a few months prior to the NNEB rainy season, the associated meridional mode (strengthening of the northeast trade winds, relaxation of the southeast trade winds, strong evaporation in the north, weak evaporation in the south, colder SST in the North, and warmer SST in the South) increases precipitation during the rainy season. The opposite effect occurs during the positive phase of the dipole. Additionally, this study shows strong influence and predictive effect of the Northwestern Equatorial Atlantic (NWEA) on the NNEB rainfall. Thinner barrier layer in the NWEA from November-December to March-April is associated with progressive cooling of SST, strengthening of meridional component of the northeasterly wind and intense precipitations over the NNEB. The dynamical influence of the tropical Atlantic on the June-July ENEB rainfall variability shows a northwestward-propagating area of strong, positively correlated SST and air specific humidity from the southeastern tropical Atlantic (February-March) to the Southwestern Atlantic Warm Pool (SAWP) offshore of Brazil (June-July). The northwestward-propagating area, observed from February-March to June-July, follows the same pathway of the southern branch of south equatorial current (sSEC), which is responsible of the oceanic heat transport from east to west in the southern tropical Atlantic. The displacement of the warmest phase of horizontal advection of the oceanic mixed layer heat from the eastern part (between 5-15ºS) to the Brazilian coast in June-August confirms this influence of the sSEC on core rainy season in the ENEB. Furthermore, according to our study, the SAWP could be used as index of rainfall prediction in ENEB. An early acceleration of the southeasterly trade winds, associated with a strong convergence of the wind anomaly over the SAWP, produces excessive humidity over the region and causes more precipitation over ENEB. The opposite effect occurs for less rainy episodes.

Dans cette thèse, nous avons abordé plusieurs thématiques liées aux modes de variabilité climatique dans l'Atlantique tropical à l'échelle interannuelle. Les analyses statistiques nous ont permis dans un premier temps de mettre en évidence les deux principaux modes dominants de cette variabilité interannuelle: un mode équatorial et un mode méridien. Le mode équatorial est responsable d'anomalies de température de surface de la mer (SST) principalement dans le Golfe de Guinée et est identifié par des variations de la pente du niveau de la mer dans la bande équatoriale. Il est dû à des rétroactions dynamiques entre le vent, le niveau de la mer et la SST. Quant au mode méridien, il se manifeste par des fluctuations inter-hémisphériques de SST et est contrôlé par des rétroactions dynamiques et thermodynamiques entre le vent, l'évaporation et la SST. L'évaluation du couplage de ces variables clés du mode méridien nous a permis de proposer un modèle conceptuel pour expliquer les principaux mécanismes responsables des oscillations du mode méridien. Le modèle a montré que le mode méridien résulte de la superposition d'un mécanisme auto-entretenu basé sur les rétroactions positives et négatives générant des oscillations régulières de haute fréquence (2-3 ans) et d'un autre mécanisme d'oscillation basse fréquence (4-9 ans) lié à l'influence d'ENSO du Pacifique Est. Comme l'évolution de ces deux modes est fortement liée au déplacement méridien de la zone de convergence intertropicale (ITCZ) qui transporte les pluies, nous avons ensuite identifié la signature de ces modes sur la salinité de la surface de la mer à l'aide observations in situ et d'une simulation numérique régionale. Les processus océaniques et/ou atmosphériques responsables de la signature de chaque mode ont été également identifiés grâce à un bilan de sel dans la couche de mélange du modèle validé. Le bilan de sel a révélé que le forçage atmosphérique, lié à la migration de l'ITCZ, contrôle la région équatoriale tandis que l'advection, due à la modulation des courants, du gradient vertical et le mélange à la base de la couche de mélange, explique les variations de SSS dans les régions sous l'influence des panaches. [...] / In this thesis, we investigate several topics related to the interannual climatic modes in the tropical Atlantic. Statistical analyses allows us to extract the two main dominant modes of interannual variability: an equatorial mode and a meridional mode. The equatorial mode is responsible for Sea Surface Temperature (SST) anomalies mainly found in the Gulf of Guinea and is linked to variations of the sea-level slope in the equatorial band. It is due to dynamic feedbacks between zonal wind, sea level and SST. The meridional mode is characterised by inter-hemispheric SST fluctuations and is controlled by dynamic and thermodynamic feedbacks between the wind, evaporation and SST. After quantifying the coupling between key variables involved in the meridional mode, we develop a conceptual model to explain the main mechanisms responsible for meridional mode oscillations. The model shows that the meridional mode results from the superposition of a self-sustaining mechanism based on positive and negative feedbacks generating regular oscillations of high frequency (2-3 years) and another low frequency oscillation mechanism (4-9 years) related to the influence of ENSO. As the evolution of these two modes is strongly linked to the meridional shift of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) and associated rainfall maximum, we identify the signature of these modes on Sea Surface Salinity (SSS) using in situ observations and a regional numerical simulation. Oceanic and/or atmospheric processes responsible for the signature of each mode are also identified through a mixed-layer salt budget in the validated model. The salt balance reveals that the atmospheric forcing, related to the ITCZ migration, controls the equatorial region while the advection, due to the modulation of current dynamics, the vertical gradient and mixing at the base of the mixed layer, explains SSS variations in regions under the influence of plumes. Finally, we study the Equatorial Kelvin wave characteristics and influences on the density that are involved in the meridional and equatorial mode connection processes, using a very simplified model of gravity wave propagation along the equator. After a brief description of this model, which was initially constructed to study dynamics in the equatorial Pacific, we apply it to the specific case of the equatorial Atlantic by validating its analytical and numerical solutions under adiabatic conditions. [...]