Etudes et évaluation de processus océaniques par des hiérarchies ...

Chapitre 3
Dynamique océanique et notion
d’echelle
tel-00545911, version 1 - 13 Dec 2010
Après un premier chapitre où j’ai dessiné le cadre conceptuel de la recherche en science
de la terre en général et de ma recherche en particulier, je place ici mes études sur les
processus océaniques à petite échelle, dans le contexte de la recherche sur la dynamique
des océans à grande échelle et du climat. L’écriture de ce chapitre est partiellement inspiré
par Müller et al. (2002, 2005), Wunsch & Ferrari (2004) et Vallis (2006).
3.1 La circulation océanique à grande echelle soumise
à l’influence de la subméso echelle
Si on considère la circulation globale des océans, à l’échelle des bassins océaniques en
espace et de plusieurs années en temps, nous distinguons aujourd’hui principalement deux
types de circulation. La première, et la plus facilement observée, est la circulation de gyre.
Elle consiste dans la circulation horizontale des masses d’eau avec une forte intensification
des courants sur les bords ouest, due à la variation latitudinale du paramètre de Coriolis,
conduisant à des vitesses maximales dépassant 1 m/s, ainsi qu’une plus faible recirculation
à l’intérieur des océans. Cette circulation de gyre peut être représentée par une fonction de
courant dans le plan horizontal. La fonction de courant d’une telle circulation, le gyre de
l’Atlantique du Nord, est visible dans la fig. 3.1. La circulation gyre joue un rôle important
dans le transport de chaleur des faibles vers les hauts latitudes et gouverne une partie du
climat à l’échelle régionale et globale.
Superposée à cette circulation est la circulation d’overturning méridional, aussi appelée
circulation thermohaline, une circulation qui consiste dans la plongée des masses d’eaux
denses, car salées et froides, en haute latitude ainsi qu’une remontée de ces masses d’eau
à des latitudes plus faibles. Cette circulation peut être représentée par une fonction de
courant dans le plan formé par la direction latitudinale et verticale. Une telle fonction
de courant est représentée dans la fig. 3.2. Le transport en masse d’eau associé à la
circulation thermohaline est plus petit que celui de la circulation de gyre. L’intérêt de
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