Océanographie de la côte de la Colombie-Britannique - Pêches et ...

FIG. 6.9 Un ressaut ou une barre sur une plage sableuse dont la profondeur
diminue graduellement. Le bord attaquant d'une vague arrivante
devient plus abrupt en se propageant à contre-courant du flot de
retour des vagues précédentes et finit par s'effondrer. L'écoulement
est laminaire devant le bord attaquant de l'eau, et les eaux sont très
turbulentes immédiatement derrière. (Photographie de l'auteur)
Pic. 6.10 Un système de courants superficiels en propagation.
L'alternance directionnelle des courants — vers la côte, vers le large —
ressemble à celle des vagues. Le système entier se déplace parallèlement
à la côte. Si la période cyclique de l'oscillation du courant était
de 3 jours, alors, après 1 1/2 jour, le courant vers la côte au point A se
serait déplacé en B, endroit où le courant se dirigerait vers la côte; le
courant vers le large en B se serait déplacé en C. Après 3 jours, le
régime de courant vers la côte en A se serait avancé en C, complétant
ainsi le cycle.
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Les océanographes aiment également faire la différence
entre les vagues de la première classe, qui ne
dépendent pas de la rotation de la Terre, et celles de la
deuxième classe, qui n'existeraient pas si la Terre s'arrêtait
de tourner autour de son axe. La gravité est la principale
force de rétablissement des ondes de la première
classe; les principaux mécanismes rétablisseurs des
ondes de la deuxième classe sont la force de Coriolis et
la pente du fond de la mer. Parmi les ondes de la première
classe, on retrouve les vagues dues au vent, la
houle, les ondes de gravité internes, les tsunamis et les
marées. Par contre, les ondes de la deuxième classe ne
sont pas des phénomènes directement visibles à cause de
la longueur de leur période (jours à années), de leur
faible hauteur (centimètres) et de leurs longueurs d'onde
très importantes (dizaines à centaines de kilomètres). De
plus, les mouvements d'eau associés à ces ondes sont des
systèmes de courants qui varient avec le temps plutôt
que des variations verticales du niveau de la mer. La
présence de ces mouvements de va-et-vient ressemblant
aux vagues est en grande partie responsable des lentes
renverses cycliques des courants souvent observées dans
les océans (fig. 6.10).
Croissance des vagues
Le plaisancier dont le voilier est encalminé reprend
courage lorsqu'il aperçoit des « pattes de chat » qui
font onduler la surface lisse de l'eau. Ces rides, produites
sans doute par des vents de 1/4-1 mis ( 1/2-2 kn),
ont de faibles longueurs d'onde — inférieures à 10 cm
— pour lesquelles la tension de surface et la gravité de la
Terre agissent comme forces de rétablissement des
mouvements; pour des longueurs inférieures à environ
1,5 cm, les rides ne sont maintenues que par la tension
superficielle et s'appellent ondes capillaires. Si le vent
tombe, le frottement amortit ces vaguelettes qui disparaissent
rapidement. Cependant, si le vent continue à
souffler, les rides croissent jusqu'à atteindre des longueurs
d'onde de plus de 10 cm et devenir des ondes de
gravité superficielles. L'attraction gravitationnelle de la
Terre est le principal mécanisme rétablisseur de telles
vagues et la tension superficielle est négligeable. Avec
l'accroissement de la force du vent, les vagues deviennent
de plus en plus hautes et de plus en plus longues et
commencent à se déplacer à des vitesses plus importantes.
À la longue, le vent sature tellement la mer
d'énergie que les vagues commencent à se briser et que
la rugosité de la surface atteint un niveau limite appelé
« mer entièrement levée ». Cette limite maximale
dépend de trois facteurs : la force du vent, ou sa vitesse;
la durée du vent, ou période pendant laquelle il a soufflé
à une vitesse donnée; et la course, ou distance sur
laquelle le vent a soufflé dans la même direction et à la
même vitesse sans rencontrer d'obstacle. Par exemple, il
semble qu'une durée minimale de 42 h soit nécessaire à
un vent de 20 mis (40 kn) qui souffle sur une course de
1 300 km (700 milles marins) pour produire une mer entièrement
levée dont les vagues atteignent en moyenne
8,5 m (28 pi). Le tableau 6.2 montre d'autres exemples.
Les ondes dans les régions restreintes, tel le détroit de
Géorgie, sont limitées par la force et la course du vent;