Courants océaniques et perturbations climatiques

par Pascale Delecluse, directeur adjoint de la recherche à Météo France
Les prévisions océaniques sont un enjeu majeur dans le cadre des prévisions climatiques. En effet l’océan influe de par sa masse, sa capacité thermique et chimique, sur le climat. Pour en savoir plus sur la spirale d’Ekman, le Gulf Stream, le Kuroshio et El niño, suivez les explications détaillées de Pascale Delecluse, directeur adjoint de la recherche à Météo France lors de sa conférence donnée au Bureau des longitudes en novembre 2007.


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Date de mise en ligne : 13 janvier 2008


Les océans représentent 70% de la surface de la Terre et 97% de l’eau sur Terre. La température de l’océan peut varier de –1.8°C en région polaire jusqu’à 32°C dans les mers semi-fermées (Océan indien, mer d’Arabie). 75% de l’eau des océans varient entre 0°C et 4°C.

Quant à la quantité de sel (en gramme de sel par kilogramme), les valeurs sont situées entre 33 et 37 PSU. Mais de même, 75% des océans ont une concentration en sel entre 34,4 et 34,7 PSU.

Avec la température, la salinité, et la pression, les scientifiques peuvent calculer la masse volumique des océans. On considère que l’océan a une masse moyenne de 1025 kilogrammes /m3.

L’océan est un fluide sur une Terre en rotation : les mouvements océaniques sont entraînés par une force dominante que l’on voit dans tous les courants océaniques, la force de Coriolis.
Les mouvements sont déviés vers leur droite dans l’hémisphère nord, vers leur gauche dans l’hémisphère sud.

Courants et vents marins
Le vent qui souffle sur l’océan fait bouger la couche de surface mais la force de Coriolis dévie celle-ci vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans celui du sud. 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. Selon la trajectoire des vents, on pourra avoir divergence ou convergence de matière. C’est ce qu’on appelle le transport d’Ekman. C’est la raison pour laquelle, si vous observez un iceberg à la surface de l’océan, vous constaterez que sa trajectoire de dérive n’est pas dans le lit du vent, la plus grande partie des glaciers étant immergée.

Action du vent sur l’océan : le transport de la couche d’Ekman est perpendiculaire au vent, à droite dans l’hémisphère Nord, à gauche dans l’hémisphère Sud. Les vecteurs représentent, à chaque profondeur, la vitesse, la direction, et le sens du courant.
Action du vent sur l’océan : le transport de la couche d’Ekman est perpendiculaire au vent, à droite dans l’hémisphère Nord, à gauche dans l’hémisphère Sud. Les vecteurs représentent, à chaque profondeur, la vitesse, la direction, et le sens du courant.

Deux cas particuliers :
1. Le cas équatorial : L’alizé est un vent soufflant d’est en ouest de façon régulière, des hautes pressions subtropicales vers les basses pressions équatoriales. Dans l’hémisphère nord, il souffle du nord-est vers le sud-ouest, dans l’hémisphère sud du sud-est vers le nord-ouest. La masse va avoir tendance à s’échapper de l’équateur et va provoquer une remontée des eaux profondes, avec un phénomène de remontées d’eau froides (valable pour les trois océans pacifique, atlantique et indien).

2. Le long des côtes : si le vent souffle le long des côtes et qu’il y a transport vers le large dans l’hémisphère nord, lorsque les eaux partent, elles doivent être compensées par les eaux profondes ; un processus très important dans le domaine de la pêche (c’est le cas au Maroc et en Mauritanie qui bénéficie d’une pêcherie efficace).

Élément supplémentaire important : la thermodynamique. L’océan et l’atmosphère échangent de la chaleur et de la masse (une partie de l’océan s’évapore tandis que l’atmosphère relâche de l’eau sous forme de précipitations). Ce cycle contribue à modifier la masse volumique océanique et comme celle-ci n’est plus homogène, elle finit par créer des gradients de pression à l’intérieur du fluide qui vont à leur tour, engendrer des mouvements.

Les courants froids (Kuroshio et Gulf Stream) sont les régions de courants de bord ouest : ils ramènent les eaux chaudes vers les latitudes tempérées et contribuent à réchauffer l’atmosphère.

Carte des principaux courants de surface des océans mondiaux
Carte des principaux courants de surface des océans mondiaux
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Comment l’océan intervient-il dans le climat ? L’exemple d’El niño
El niño est un phénomène climatique particulier, qui se caractérise par une élévation anormale de la température de l’océan. Il « accompagne » des catastrophes de sécheresse ou pluies diluviennes. Les courants de ce type ne se produisent pas instantanément, bien au contraire, ils mettent un an à se développer.

Le phénomène El Niño. Il arrive que les alizés faiblissent et s'inversent. L'eau chaude, plus haute, glisse alors vers l'eau basse et froide à l'est. Et tout le régime climatique bien huilé qui régnait sur le Pacifique se dérègle.
Le phénomène El Niño. Il arrive que les alizés faiblissent et s’inversent. L’eau chaude, plus haute, glisse alors vers l’eau basse et froide à l’est. Et tout le régime climatique bien huilé qui régnait sur le Pacifique se dérègle.
© W. Augel

Suivez la communication de Pascale Delecluse, qui s’est déroulée en novembre 2007 au Bureau des longitudes à l’Institut de France. Le support visuel, aimablement communiqué par madame Delecluse, est téléchargeable sur cette page, afin de pouvoir suivre au mieux les explications de la chercheuse.

Pascale Delecluse est directeur adjoint de la recherche à Météo France. Elle a travaillé auparavant au CEA, commissariat d’énergie atomique, directeur de recherche au CNRS et a reçu en 2003 le prix Ifremer pour l’ensemble de ses travaux.

En savoir plus :

- Le bureau des longitudes
- Météo France

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Océan et Climat, Pascale Delecluse, 6 novembre 2007
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