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II
LES LIENS ENTRE
L'OCÉAN ET L'ATMOSPHERE
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1ère PARTIE
LA
CIRCULATION OCÉANIQUE
L'océan
couvre 71 % de la surface de la Terre (soit près
de 361 millions de km2) se qui représente
1,322 milliard de km3 d'eau !
La
dynamique des océans est surtout animée par
la circulation atmosphérique et la rotation de la
Terre. La pression et surtout le vent expliquent dans une
mesure notable l'existence et la direction des courants
de la surface. Les mouvements de ces derniers sont liés
aussi à la densité de l'eau, qui varie selon
la température et la salinité.
La
théorie Ekman permet d'expliquer la raison pour laquelle
les courants décrivent des mouvements cellulaires.
Des phénomènes de divergences et de convergences
sont provoqués par l'effet du vent et de la déviation
de Coriolis.
- Lorsqu'on a 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. Alors pour
compenser l'élévation de la surface, la thermocline
plonge en profondeur.
- Lors des vents dépressions (tournant dans le sens
inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère
nord) le phénomène s'inverse, ce qui provoque
un mouvement ascendant de l'eau de mer et une remontée
de la thermocline : c'est le pompage d'Ekman.
Fréquemment des remontées
d'eaux (upwelling) près
des côtes Portugal, de la Mauritanie, du Pérou...
ont lieu pour renouveler l'eau de la surface qui est chassée
au large par les vents.
- LA CIRCULATION DE L'OCEAN
On connaît différents courants
marins :
- Le premier est le courant océanique horizontale,
qui est dû aux vents comme les
Alizés, Cinquantièmes Hurlants... et
à la rotation de la Terre. Parmi ces courants
il y a le Gulf Stream
et le Courant du Labrador dans l'Atlantique nord, le Kuroshlo
et bien d'autres dans le Pacifique comme on peut le voir
sur la carte de la circulation océanique en surface.
Les courants océaniques
Cliquez
ici pour agrandir cette carte de la circulation océanique
en surface
- La deuxième circulation, ce sont les courants
qui plongent vers les profondeurs pour remonter vers la
surface des océans. Les différences de températures
(l'eau froide est plus dense que l'eau chaude) et/ou de
salinité (l'eau salée est plus dense que
l'eau douce) entre les différentes couches de l'océan,
entrent en jeux dans leurs mouvements . Quand la circulation
horizontale amène de l'eau dense au-dessus d'une
couche qui l'est moins, l'eau de surface plonge alors
vers les profondeurs et met en mouvement une circulation
"verticale" comme c'est le cas dans l'Atlantique
nord :
- Entre la couche superficielle chaude et une couche
plus profonde, froide on a une "rupture"
nommée la thermocline se situant entre 10 et
800 mètres de profondeur. Des courants qui
prennent place dans cette couche superficielle suite
aux variations de la thermocline (qui change lentement
de profondeur avec divers processus, comme par exemple
El Niño)
sont appelée la
"circulation thermocline".
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- Enfoncement thermocline dans
boucle giratoire (sphère chaude)
- Température moins variable dans sphère
froide (circulation thermohaline)
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- On a la
circulation thermohaline qui est une circulation
à très grande échelle et qui brasse
l'ensemble des bassins océaniques. Dans l'Atlantique
nord, le courant arrive dans la Mer de Norvège
et du Labrador où de la glace de mer se forme.
Le taux de salinité des eaux est plus élevé,
l'eau froide, plus dense, plonge dans les profondeurs
de l'Océan Atlantique le long des côtes
américaines Nord et Sud, traverse l'Atlantique
Sud pour pénétrer dans l'Océan
Indien. Puis une partie des eaux remonte à l'ouest
de l'Australie et le reste dans le Pacifique Sud. Dans
le Pacifique Nord les eaux refont surface en traversant
les zones tropicales où elles se réchauffent.
La circulation de la
thermohaline
Cliquez
pour voir une animation de la trajectoire d'une particule
dans
l'Océan avec l'aimable autorisation de B. Blanke, LPO,
Brest
Cliquez
ici pour voir une animation qui explique la
circulation océanique en 11 schémas décrit
ci-dessous
- Le Gulf Stream (et sa prolongation, la dérive
d'Atlantique nord) apportent de l'eau chaude et salée
au nord-est de l'Atlantique, en chauffant l'Europe de l'ouest.
- L'eau se refroidit, se mélange à de
l'eau froide venant de l'océan arctique, et devient
si dense qu'elle descend, au sud et à l'est du Groenland.
- Si on va plus loin, on voit que ce courant fait
partie d'un plus grand système, en reliant l'Atlantique
nord...
- ... l'Océan atlantique tropical...
- ... l'Océan atlantique du sud...
- ... les océans pacifiques indiens et...
- ... l'océan méridional. Davantage
de descente de l'eau dense se produit près de l'Antarctique.
- Si nous regardons au-dessous de la surface, on trouve
deux régions avec d'importantes descentes (Sinking)
s'étendant sous la surface de l'océan....
- ...affectant les océans de presque toute
la Terre à une profondeur de 1000 m et en-dessous...
- L'eau froide et dense graduellement chauffée,
revient à la surface des océans.
- Cette circulation en boucle fermée, est nommée
la
circulation de la thermohaline.
En profondeur, le courant connaît
une circulation caractérisée par sa lenteur
(souvent de 15 à 25 cm./.seconde).
L'eau qui remonte le Pacifique Nord est la même que
celle qui est descendue de l'Atlantique Nord il y a quelques
centaines ou milliers d'années.
Les océans peuvent être assimilés
à la «mémoire à long terme»
du climat. La vapeur d’eau demeure dans l’atmosphère
pendant 10 ans en moyenne (avant de se déplacer vers
une autre partie de la biosphère), mais la durée
moyenne de «résidence» de l’eau
dans les océans serait d'environ 3.000
ans.
L'âge des eaux profondes de l'océan
vers 3000 m. Cet âge est calculé à partir
de la décroissance de concentration du 14C
(D'après Duplessy, 1996)
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