Les composantes du système climaøque

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€
− f v =−1
ρ
∂P
∂x+1 ρ
∂ τ
x
∂z1.4.a
+ f u =−1
ρ
∂P
∂y+1 ρ
∂ τ
y
∂z1.4.b
g=−1
ρ
∂P
∂z1.4.c
&
'
(
(
(
(
)
(
(
(
(
Coriolis Pression Frottements
Gravité Source : IPSL

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Circulation de surface : Carte historique des courants de surface
Gyre Nord Atlantique

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Circulation de surface : la circulation océanique forcée par le vent
Le vent à la surface de la mer crée une force de frottement sur l’eau appelée « tension du
vent » (τ, exprimée en N/m2) donnée par la relation empirique :
k : coef de frottement , U : composante horizontale de la vitesse du vent
Relation entre la tension du vent et le courant :
Les forces de frottements et de Coriolis compensent le vent. Le courant créé par les forces de
frottement est dévié vers la droite (HN). Cette déviation se propage vers le bas par viscosité et on
obtient un transport moyen de matière hors de l'axe des vents de surface : transport d’Ekman
€
VE=−
τ
x
surf
ρ f
1.8.a
UE= +
τ
y
surf
ρ f
1.8.b
%
&
'
'
(
'
'
Tension du vent
Courant moyen
créé par le vent
Vitesse du courant nulle
en profondeur
vitesse
du courant
Principe de la spirale d’Ekman :
Equilibre des forces à la surface de l’océan et propagation du courant en profondeur
=> Transport d’Eckman :
τ = ρakUa2
Composante zonale
Composante méridienne
δE = √(2Kv/f) : profondeur de la couche
d’Ekman, influencée par le vent
Source : IPSL

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Surface et Sub-surface : Upwelling et downwelling
La convergence ou divergence horizontale
de l’eau induit des mouvements verticaux =
pompage d’Ekman
L’eau étant un fluide incompressible, on a :
En intégrant cette équation entre la base de la
couche d’Ekman et la surface, on obtient :
On retrouve les composantes du transport
d’Ekman
Mais comme wsurf =0 on en déduit :
€
du
dx +dv dy +dw dz =0
€
du
dx +dv dy
"
#
$
%
&
'
base
surf
∫dz =−dw
dz
"
#
$ %
&
'
base
surf
∫dz
€
dUE
dx +dVE dy
"
#
$
%
&
' =−wsurf −wbase
( )
€
wbase =d
τ
y
surf
ρ f
( )
dx −d
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x
surf
ρ f
( )
dy
%
&
'
'
(
)
*
*
€
wbase =rot
τ
surf
ρ f
$
%
&
&
'
(
)
)
rot > 0 =>
upwelling
rot < 0 =>
downwelling
Upweling côtier

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0$1%5;4*;1"=,$1%?9%121,34$%56+4"789$%
Surface et Sub-surface : relation entre vent et courant de surface
Source : M.Roy-Barman et Jeandel