Effets des échanges de propriétés entre océan et atmosphère

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Frottement et Gravité
Le Frottement : importante près des frontières
(surface, fond, côtes)
La Gravité : seulement pour les mouvements
verticaux (convection)
vitesse horizontale >> vitesse verticale
vitesse horizontale >> vitesse verticale
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Rappel : origine des vents atmosphériques
Conséquence de la différence du
bilan radiatif en latitude :
l’atmosphère se met en
mouvement
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Effets des
é
changes de
propriétés entre océan et
atmosphère
Les échanges entre océan et atmosphère ont comme
conséquence la mise en mouvement de l’océan et de
l’atmosphère. En particulier, les mouvements océaniques
sont conséquence :
•du vent qui frotte à la surface océanique (la circulation
qui en dérive est dite « forcée par le vent »);
•des échanges des flux de chaleur et d’eau douce entre
l’atmosphère et l’océan (la circulation qui en découle est
dite circulation thermohaline).
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Système des vents à la surface terrestre
Schéma de la circulation atmosphérique à la
surface de la Terre en moyenne annuelle

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Système des courants océaniques de surface
Schéma de la circulation océanique de surface
Ressemblances
Les vents résultent des
gradients de pression
atmosphériques, eux-mêmes
générés par le forçage radiatif.
Ils transmettent à leur tour de
la quantité de mouvement à
l'océan, générant les courants.
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Transfert de quantité de mouvement entre
atmosphère et océan (effet du vent)
L’atmosphère se met en mouvement à cause
du réchauffement différentiel entre
tropiques et hautes latitudes
Cellule de Hadley
mais la terre tourne ! -> Force de Coriolis
donc plusieurs cellules méridiennes et non
seulement une (Hadley, Ferrel et
Polaire)
Les vents entraînent l’eau de surface des
océans dans leur mouvement (transfert
de mouvement atmosphère - océan)
circulation océanique de surface
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Effets du frottement entre les couches océaniques
de surface et l’océan de plus en plus en profondeur
Spirale d’Ekman
Le vent met en mouvement l’eau à la
surface océanique en l'entraînant
(frottement à la surface océanique).
Chaque couche d’eau en dessous est, à
son tour, entraînée par frottement, par
la couche d’eau juste au dessus et elle
est décélérée par la couche juste en
dessous.
Dans chaque couche, à cause de la
force de Coriolis, la trajectoire de
l’eau est déviée vers la droite (dans
l’hémisphère nord) par rapport à la
couche juste en dessus.
Ce mouvement est connu comme
Spirale d’Ekman .
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Effet du vent : flux net d’eau à 90° par rapport à la
direction du vent
Le vent génère un
transport d’eau à 90° à
sa droite (pour
l’hémisphère nord; à
gauche pour l’hémisphère
sud)
Spirale d
Spirale d’ ’Ekman Ekman
Vent
Vent
Transport du courant
Transport du courant
induit par le vent
induit par le vent

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Déviation vers la droite par rapport au
vent : exemple dans l’Atlantique Nord
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Vent
HP
BP
Effet de la déviation vers la droite (ou
gauche) par rapport au vent
les vents subtropicaux, à cause de la déviation
du courant marin par rapport à leur
orientation, génèrent des régions de
convergence d’eau. Cette accumulation d’eau
engendre une surélévation du niveau de la mer
et donc une région de haute pression.
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Vent
-
>
hauteur du niveau de la mer
Vent
HP
BP
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Le niveau de la mer n’est pas plat
Le niveau de la mer est modifié par:
• Les marées
• La valeur locale de la masse volumique océanique: La
masse volumique dépends de T et S ; plus la densité
est élevée (eau froide, salée) plus petit est le volume
qu’elle occupe.
•Et la circulation océanique

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Niveau moyen de la mer mesuré par
altimétrie satellitaire
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Courants de Surface
Courants de Surface
Circulation forcée par le vent
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Circulation en gyres :
Circulation intensifiée sur les bords ouest ( 2 m/s)
Moins rapide ailleurs (qq cm/s)
Une boucle giratoire : 20-25 ans
Courants de surface : jusqu’à 800 m de profondeur
Gyres subtropicales et subpolaires : dans le sens du vent
Région Équatoriale : dans le sens contraire !
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Gulf Stream
Gulf Stream
24°C-28°C
17°C-23°C
10°C-16°C
2°C - 9°C
Courants de bord ouest du gyre subtropical de
l’Atlantique Nord.

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Circulation
Circulation
é
é
quatoriale
quatoriale
Dans la bande équatoriale la force
de Coriolis est nulle. Ainsi les Alizés
entraînent l’eau dans leur direction
sans qu’elle soit déviée (vers la
droite ou la gauche selon
l’hémisphère).
Par conséquent, l’action du vent fait
empiler plus d’eau dans la partie
Ouest du bassin équatorial par
rapport au bord Est.
Sur le bord Ouest équatorial on
observe un niveau de la mer plus
élevé et une thermocline plus
profonde.
L’eau chaude est bloquée par l’action
du vent près du bord Ouest.
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L
L
’
’
oc
oc
é
é
an et le climat
an et le climat
Les propriétés thermiques uniques de l’eau sont
responsables des conditions climatiques relativement
douces propres à notre planète
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Effets des courants oc
Effets des courants océ éaniques de aniques de
surface sur le climat
surface sur le climat
Courants océaniques
chauds -> l’air se
réchauffe -> fort
contenu en vapeur d’eau
-> climat côtier humide
Courants froids ->l’air
se refroidit -> contenu
en vapeur d’eau faible -
>climat côtier sec
S. Speich – N Daniault UBO Climat 5_ 64
Cyclones tropicaux
Cyclones tropicaux