Current variability and upwelling along the north shore of Baie des Chaleurs

Abstract

The circulation and temperature variability along the north shore of Baie des Chaleurs is investigated from the first extensive set of moored current‐meter data. Instruments were deployed from July to December of 1985, 1986 and 1987 at three locations. The moorings were placed within an internal Rossby radius of deformation of the coast and the sites had a total alongshore separation distance of 100 km. The currents were primarily directed alongshore and the variability was dominated by the tides. The tidal amplitudes were 0.05–0.25 m s^‐1 in contrast to low‐frequency (periods above 1 d) speeds that were typically <0.04 m s^‐1. The mean residual currents ranged from 0.01–0.1 m s^‐1 and are shown to dominate the advective displacement of passive particles for periods above 5 d. The mean circulation was westward in summer but reversed in early autumn in the outer half of the bay. The westward flow is believed to be an extension of the Gaspé Current. A reduction in the strength of the Gaspé Current, coupled with an increase in the eastward wind stress, is proposed as the cause of the flow reversal in autumn. Large‐amplitude temperature fluctuations were observed at periods of 5–10 d with high coherence between sites. The temperature oscillations were generated near the mouth of the bay by alongshore winds and propagated westward along the north shore at the internal gravity wave speed. These properties are consistent with those of an internal Kelvin wave, although modification by topographic influences is likely. Wind typically accounted for 40–65% of the observed temperature variance.

Résumé

La variabilité de la circulation et de la température le long de la côte nord de la Baie des Chaleurs a été examinée à l'aide des premières données exhaustives de courantométrie. Les instruments ont été mouillés de juillet à décembre 1985, 1986 et 1987 à trois sites. Ils ont été installés à l'intérieur d'un rayon interne de déformation de Rossby de la côte et la distance maximale entre deux sites était de 100 km. Les courants étaient surtout orientés parallèlement à la côte et leur variabilité dominée par les marées. L'amplitude des courants de marée était de 0,05 à 0,25 m s^‐1 comparativement aux vitesses de basses fréquences (périodes au‐dessus de 1 d) qui étaient typiquement <.0,04 m s^‐1. Les courants résiduels moyens variaient de 0,01 à 0,1 m s^‐1, et nous avons démontré qu'ils dominaient le mouvement advectif des particules passives pour les périodes supérieures à 5 d. La circulation moyenne était orientée vers l'ouest en été et s'est inversée tôt en automne dans la moitié extérieure de la baie. Le flux vers l'ouest pourrait être une extension du courant de Gaspé. Nous suggérons qu'une réduction de l'intensité de ce courant, associée à une augmentation de la force d'entraînement du vent d'ouest, est la cause de l'inversion du flux en automne. Des fluctuations de température de grandes amplitudes ont été observées à une période variant de 5 à 10 d et ce, avec une forte cohérence entre les sites. Les oscillations de température sont générées près de l'embouchure de la baie par des vents parallèles à la côte et sont propagées vers l'ouest le long de la côte nord à la vitesse d'une onde de gravité interne. Ces propriétés s'apparentent à celles d'une onde interne de Kelvin, bien qu'une modification due aux influences de la topographie reste possible. Le vent explique de 40–65 % de la variabilité dans la température.