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Introduction à l’OCEANOGRAPHIE PHYSIQUE
Alban Lazar Laboratoire LOCEAN [email protected]
Introduction: -un coup d’œil général-Les équations du mouvement et la géostrophie
I. Les réponses de l'océan au vent-courants d’Ekman-courants géostrophiques
II. Les réponses de l'océan aux flux thermo-halins atmosphériques: -la formation des «masses» d'eau, la subduction, la circulation dans la
thermocline et l'obduction -la circulation profonde
III. Le rôle de l'océan dans le climat:- les ondes océaniques- la variabilité couplée o/a (El Nino,…)
-Les processus côtiers, les marées -L'océan et le changement global -La modélisation de la circulation océanique
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Cours II
Les équations du mouvement & la géostrophie
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Circulation attendue avec chauffage différentiel solairesans rotation ni continents
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Circulation schématique à grande-échelle observée
Interpétation:les cellules et le champ de pression
Équations du mouvement des fluides non tournant
gravité pression friction
Incompressibilité :
Équations du mouvement des fluides géophysiques
=> équilibre géostrophique :
Effet de la rotation terrestreEquilibre Géostrophique
Expérimentation et Interprétation
-argument de conservation du moment angulaire et limites=> le plan tangent
-Expérience sur plateau tournant
-Analyse d’échelles Interprétation et ex.
Applications :
Les termes de ladérivée particulaire :
HP
BP
Circulation géostrophique dansHémisphère nord
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Exercice:Tracer les vecteurs vent géostrophique de surface avec précision (direction,taille)Discuter des écarts attendus à la géostrophie et de la variabilité saisonnière
Cours III
Friction et effet du vent
Force de friction turbulente dans le fluide
(2)- <(2) > =>
<(1) > =>
y z
y z
y z y z
(1)
(2)
Analogie avec la tension moléculaire
Cas bi-dimensionnel stationnaire (x,z)
Équations de continuité à grande et petite échelle
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| |= CD U102
Friction et courants d’Ekman
A. N.
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Transport d’Ekman
MEx = y / f
MEy = -x / f
Calcul de QE horizontal
1) Modèle simplifié
x0sin(y/2L) -L<y<L
L=1500km
2) Calcul exact
oscillations et courants d’inertie
V=20cmLat Période Diamètre90°35° 10°
Exo
Pompage d’Ekman
1) Théorie
=0=cstf(y)
Calcul de QE vertical
1) Modèle simplifié
2) Calcul exact
Pompage d’Ekman
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Rotationel de /f (10-3kg.m2.s-1)
ObservationsNord Atlantique
Unité: Sverdrups (106m3.s-1)
Circulation (intégrée) de Sverdrup
A.N.
Diff. croisée =>
Int. Z + c.l. =>
Modèle de Sverdrup
interprétations
Taylor-Proudman
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Forçage topographique
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Role découplant de la statification
Divergence du courant géostrophique
Nécessité d’une pente zonale de la surface de l’océan
Etablissement de la pente zonale: effets des ondes de Rossby
C=
Courant barotrope géostrophique et topographie dynamique