Study of the air-sea interactions at the mesoscale: The SEMAPHORE experiment

• Published in: Annales Geophysicae
• Main Authors: Eymard, Laurence, Planton, S., Durand, P., Le Visage, Christophe, Le Traon, Pierre-Yves, Prieur, L., Weill, Alain, Hauser, Danièle, Rolland, J., Pelon, Jacques, Baudin, François, Benech, B., Brenguier, J. L., Caniaux, G., de Mey, P., Dombrowski, Eric, Druilhet, Aimé, Dupuis, Hélène, Ferret, B., Flamant, Cyrille, Flamant, Pierre Henri, Hernandez, F., Jourdan, D., Katsaros, Kristina, Lambert, D., Lefevre, J. M., Leborgne, P., Lesquere, B., Marsoin, A., Roquet, H., Tournadre, J., Trouillet, Vincent, Tychensky, A., Zakardjian, Bruno
• Other Authors: Centre d'étude des environnements terrestre et planétaires (CETP), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Stratégies Mer et Littoral SAS, Collecte Localisation Satellites (CLS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service d'aéronomie (SA), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES), Département de Géologie et d'Océanographie Talence (DGO), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Mercator Océan, Société Civile CNRS Ifremer IRD Météo-France SHOM, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Groupement de Recherche en Géodésie Spatiale (GRGS), Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES), Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies (CIMAS), Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science (RSMAS), University of Miami Coral Gables -University of Miami Coral Gables
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 1996
• Subjects: [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; Northeast Atlantic
• Online Access: https://hal.science/hal-03284958; https://doi.org/10.1007/s00585-996-0986-6

International audience The SEMAPHORE (Structure des Echanges Mer-Atmosphere, Proprietes des Heterogeneites Oceaniques: Recherche Experimentale) experiment has been conducted from June to November 1993 in the Northeast Atlantic between the Azores and Madeira. It was centered on the study of the mesoscale ocean circulation and air-sea interactions. The experimental investigation was achieved at the mesoscale using moorings, floats, and ship hydrological survey, and at a smaller scale by one dedicated ship, two instrumented aircraft, and surface drifting buoys, for one and a half month in October-November (IOP: intense observing period). Observations from meteorological operational satellites as well as spaceborne microwave sensors were used in complement. The main studies undertaken concern the mesoscale ocean, the upper ocean, the atmospheric boundary layer, and the sea surface, and first results are presented for the various topics. From data analysis and model simulations, the main characteristics of the ocean circulation were deduced, showing the close relationship between the Azores front meander and the occurrence of Mediterranean water lenses (meddles), and the shift between the Azores current frontal signature at the surface and within the thermocline. Using drifting buoys and ship data in the upper ocean, the gap between the scales of the atmospheric forcing and the oceanic variability was made evident. A 2 degrees C decrease and a 40-m deepening of the mixed layer were measured within the IOP, associated with a heating loss of about 100 W m(-2). This evolution was shown to be strongly connected to the occurrence of storms at the beginning and the end of October. Above the surface, turbulent measurements from ship and aircraft were analyzed across the surface thermal front, showing a 30% difference in heat fluxes between both sides during a 4-day period, and the respective contributions of the wind and the surface temperature were evaluated. The classical momentum flux bulk parameterization was found to ...