Introduction à l’OCEANOGRAPHIE PHYSIQUE

Alban Lazar Laboratoire LOCEAN alban.lazar@locean-ipsl.upmc.fr

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