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

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TABLEAU 7.4 Échelle anémométrique de Beaufort Beaufort 0 1 2 3 Vitesse du vent Effets du vent Description du marin (kn) (mis) sur la mer sur la terre Calme Très légère brise Légère brise 0-1 0-0,5 1-3 0,5-1,5 4-6 2,1-3,1 Petite brise 7-10 3,5-5,2 4 Jolie brise 11-16 5,7-8,2 5 Bonne brise 17-21 8,7-10,8 6 Vent frais 22-27 11,3-13,9 7 Grand frais 28-33 14,4-17,0 8 Coup de vent 34-40 17,5-20,6 9 Fort coup de vent 41-47 21,1-24,2 10 Tempête 48-55 24,7-28,3 11 12 Ouragan Violente tempête 56-66 28,8-34,0 supérieure supérieure à66 à34 comme un miroir rides ayant l'apparence d'écailles mais sans crêtes d'écume petites vaguelettes, leur crête a une apparence vitreuse, elles ne déferlent pas grosses vaguelettes, les crêtes commencent à déferler, l'écume est d'aspect vitreux, parfois quelques moutons épars petites vagues; moutons assez fréquents vagues modérées prenant une forme plus allongée, formation de nombreux moutons, quelques embruns à l'occasion de grosses vagues commencent à se former, les crêtes d'écume blanche sont plus étendues, habituellement quelques embruns la mer se gonfle et l'écume blanche des vagues déferlantes commence à être soufflée en traînées qui s'orientent dans le lit du vent vagues de hauteur moyenne et plus allongées; les bords des crêtes se brisent avec écume, l'écume est soufflée en très nettes traînées orientées dans le lit du vent hautes vagues; denses traînées d'écume orientées dans le lit du vent, la mer est houleuse, les embruns peuvent réduire la visibilité vagues très hautes et à longues crêtes en surplomb, l'écume produite s'agglomère et est soufflée dans le lit du vent en épaisses traînées blanches, la surface de la mer apparaît blanche, le déferlement en rouleaux devient intense et brutal, la visibilité est réduite par les embruns vagues de hauteur exceptionnelle, mer complètement recouverte de longs bancs d'écume orientés dans le lit du vent, de la mousse jaillit de toutes les crêtes, la visibilité est réduite par les embruns l'air est plein d'écume et d'embruns, la mer est entièrement blanche et la visibilité est très fortement réduite -125- calme, la fumée s'élève verticalement le vent incline la fumée, la girouette demeure immobile les feuilles s'agitent, la girouette tourne, on perçoit le vent sur la figure le vent agite les feuilles et les rameaux, les drapeaux commencent à s'agiter le vent souffle les papiers et la poussière, les menues branches se balancent les arbrisseaux se balancent doucement les grosses branches se balancent, les lignes hydro-électriques sifflent, les feux de circulation se balancent, les parapluies sont difficiles à contrôler les arbres se balancent, le vent gêne la marche d'un piéton, les automobilistes sentent la force du vent le vent brise les petites branches, on éprouve de la difficulté à marcher contre le vent le vent arrache les bardeaux, les fenêtres peuvent être cassées, les arbres peuvent tomber les arbres sont déracinés, les dommages à la structure de certains bâtiments sont considérables ravages étendus, inondations considérables dans des régions basses si les vents soufflent du large
houles à faible énergie et à période d'environ 20 s annoncent souvent les tempêtes, car elles précèdent l'arrivée du gros des vagues de tempête. Les houles de fond bien connues sont des groupes de vagues longues issues d'une tempête éloignée et dont la hauteur et la période décroissent à mesure que la tempête s'atténue ou s'éloigne. Bien qu'une saute du vent parvienne à réduire les vagues d'une mer qui se lève, des vents contraires n'entraînent qu'une diminution minimale des hauteurs de la houle. Il semblerait que, la plupart du temps, les profils longs, bas et faiblement accusés des houles offrent peu de résistance aux vents contraires. Pourvu que leurs périodes, leurs longueurs d'onde et leurs directions de propagation simultanées répondent à une série de conditions, les vagues peuvent se transmettre de l'énergie l'une à l'autre. C'est par de telles interactions vague-vague qu'une portion d'énergie d'une vague donnée est transmise à une autre d'une période presque identique, mais de direction de propagation légèrement différente. Un transfert d'énergie s'effectue donc dans des directions différentes de celle du vent; ce processus est donc semblable à celui de l'étalement géométrique. Mais, contrairement à ce processus, les interactions vague-vague dans ce cas sont les plus efficaces près de l'aire de génération et jouent de moins en moins en s'éloignant de la course, la dispersion séparant les composantes des vagues selon leur période. En résumé, les vagues à courte période, situées dans l'aire de génération d'une tempête, diminuent de taille sous l'effet de l'amortissement visqueux et du déferlement des vagues. D'autre part, les ondes à longue période ne sont que légèrement modifiées par le processus, les interactions vague-vague dans ce cas sont les vent en houles ondulant lentement. À mesure qu'elles s'éloigent de la course, les houles s'étalent et se dispersent; ce sont les ondes à période plus longue qui se propagent le plus rapidement. Dans la dissipation de l'énergie de la houle tout près de l'aire de génération, les interactions vague-vague sont importantes et l'étalement géométrique entraîne une légère diminution de la hauteur des vagues en s'éloignant de la tempête. Lorsque les vagues ont été transformées en houles régulières, elles peuvent se propager sur des milliers de kilomètres dans les océans mondiaux en ne perdant qu'une très faible quantité d'énergie. Snodgrass et al. (1966) a observé la trajectoire d'ondes de tempête qui avaient été générées près de l'Antarctique, jusqu'à Yakutat, en Alaska, sur plus de 10 000 km. Les vagues se déplaçaient en eau profonde à la vitesse de groupe appropriée à leur période et suivaient une route orthodromique, montrant ainsi que la rotation de la Terre avait un effet négligeable sur leur trajectoire. Des spectres d'ondes à 0, 1 000 et 10 000 km de l'extrémité de la course de la tempête (fig. 7.12) indiquent que la majeure partie de la dissipation de l'énergie des vagues s'est produite à proximité de l'aire de génération, et que la dissipation a été maximale pour les ondes à courte période. Peu d'énergie a été perdue au-delà de 1 000 km de l'aire de génération. Bretschneider (1952), en utilisant des données observées sur les vagues, a construit une série de courbes empiriques qui donnent la variation de la —126- q) Période (s) 30 25 20 15 10 000 km 'n4Y o 1000 km OE POND 1 0 I 0,04 0,06 0,08 0,1 Fréquence (cps) FIG. 7.12 Spectres des ondes générées par une tempête dans l'océan Pacifique- Sud, à 0, 1 000 et 10 000 km du front de la tempête. (Tiré de Snodgrass et al. 1966) hauteur et de la période de la vague en fonction de la distance d'amortissement de la houle par rapport à l'extrémité et de la longueur de la course. Ces courbes montrent, par exemple, que plus les ondes sont hautes et abruptes, plus elles s'affaiblissent rapidement lorsqu'elles se dispersent hors de la course. Les courbes montrent, par exemple, que la hauteur significative d'une onde passe de 4,6 m (15 pi) à 2,3 m à la fin d'une course de 740 km (400 milles marins) et à environ 1,4 m lorsqu'elle a parcouru encore 2 800 km. D'autre part, la période significative de l'onde s'accroît, et une période initiale de 10 s passe à environ 12,6 s à 2 800 km de l'aire de génération. Vents et ondes pour une course en mouvement Une description des vagues océaniques ne serait pas complète si l'on ne considérait pas les configurations d'ondes générées par une dépression atmosphérique en mouvement. Donc, afin de compléter cette description, nous examinerons une tempête qui est arrivée à maturité et se déplace à une vitesse constante au-dessus de la haute mer, sans oublier qu'en réalité, la trajectoire et la vitesse d'une tempête se modifient la plupart du temps et que l'intensité et la course des vents qui l'accompagnent se modifient continuellement à mesure que la dépression croît puis disparaît. Une dépression extratropicale entièrement développée typique est composée, dans le Pacifique-Nord-Est, d'un noyau de basse pression qui migre vers l'est et autour duquel soufflent des vents cycloniques. La région de la tempête peut être divisée en quatre secteurs approximatifs, chacun caractérisé par des directions, des vitesses et des courses de vent différentes (fig. 7.13). Dans un secteur donné, le vent engendre son propre champ d'ondes qui, selon la vitesse et la persistance du centre de la tempête par rapport aux vagues, peut être contaminé de houles en provenance de secteurs adjacents.
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