LA
TERRE PLANETE OCEANE
4
– LE
CIRCULATION OCEANIQUE DE SURFACE
4.1
- La topographie dynamique des
océans
La théorie 'Ekman permet d'expliquer la
circulation locale due au vent dans la couche de surface. Sverdrup a
étudié l'extension de cette théorie à l'échelle d'un bassin océanique.
Sous l'effet du vent et de la déviation
de Coriolis, le transport des eaux de surface provoque des phénomènes de
divergences et de convergences. Ainsi, sous un vent d'origine anticyclonique
(tournant dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord),
l'eau s'accumule (convergence) au centre. Pour compenser cette élévation
du niveau marin des mouvements verticaux apparaissent entraînant les eaux
de surface en profondeur. Le phénomène inverse, sous l'effet de vents
cycloniques (dépressions) provoque un mouvement ascendant de l'eau de mer : c'est le
pompage d'Ekman. 
Effet du vent sur la
circulation océanique
Ces mouvements verticaux de l'eau se compensent donc entre zones de
convergence et zones de divergence. Notons également l'existence fréquente
de remontées d'eaux près des côtes (upwelling) permettant de renouveler
l'eau de surface chassée au large par les vents (exemples des côtes du
Portugal, de la Mauritanie, du Pérou)
Ainsi, à l'échelle
d'un bassin océanique, l'eau a tendance à s'empiler au centre (effet
anticyclonique tropical), ce qui induit une bosse (convergence subtropicale)
qui peut dépasser un mètre.
Cet empilement affecte surtout les couches de surface de l'océan (les mille premiers mètres
d'eau environ), que l'on peut imaginer comme reposant sur les couches d'eaux
froides profondes.
Plus au nord et plus au sud, on assiste plutôt à des phénomènes de
divergences (divergence subpolaire et divergence équatoriale), l'eau
formant alors un creux à la surface de la mer.
Tous ces phénomènes se retrouvent de manière analogue dans l'hémisphère
sud, à cela près que les eaux sont poussées vers la gauche de la
direction du vent.
L'effet des vents sur l'océan
L 'amplitude de ces bosses et de ces creux appelée la topographie
dynamique des océans dépend aussi des variations de densité de l'eau.
En volume, une eau chaude et peu salée sera moins dense et plus dilatée
(donc plus élevée en surface) qu'une eau froide et salée. Ainsi, le
niveau de l'eau est plus élevé dans la mer des Sargasses qu'au nord du
Gulf Stream, où l'eau est moins chaude. De même, l'élévation de l'eau
est plus importante dans le Pacifique Nord que dans l'Atlantique Nord, où
l'eau est plus salée. Le niveau de l'eau, très salée et donc plus dense,
en Méditerranée, est inférieur d'environ un mètre au niveau de l'eau
dans l'Atlantique
.
Topographie
dynamique de l'océan - Satellite Topex-Poséidon
Enfin, cette topographie dynamique de l'océan dont nous parlons s'ajoute
aux anomalies liées au géoïde terrestre (l'attraction de la pesanteur
n'est pas la même partout).
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| Ondulations à grandes longueurs
d'ondes du géoide terrestre |
Le géoide marin
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Ces empilements d'eau créent un gradient horizontal naturel de pression de
l'eau ou pente de l'eau. L'eau cherche alors à s'écouler des bosses vers
les creux. Cependant, la force de Coriolis détourne là encore cet
écoulement vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans
l'hémisphère sud.
L'eau ne s'écoule donc pas le long des pentes de la topographie dynamique
mais autour des empilements (à l'image de ce qui se passe pour les vents).
On dit que les courants, comme les vents sont en équilibre
géostrophique.
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