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

écoulement
converg er),,V 7
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cellules de circulation
de Langmuir
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CHAPELETS DE DÉBRIS
dérive due
au vent
/ 7' ,f •
, •-• -r-
FIG. 4.1 Régime de circulation en cellules associé à des chapelets de
débris. De l'écume et des débris de surface s'accumulent en bandes là
où les courants de deux cellules de Langmuir convergent. L'effet combiné
du courant de dérive (—).-) et des cellules de Langmuir crée des
régimes d'écoulement en tire-bouchon alignés dans la direction du
vent.
de Stokes, associée aux vagues, et le courant de vent,
formé directement par la résistance du vent, ou encore
par l'action des vagues déferlantes et du courant de
vent. Quelle qu'en soit la cause, certaines caractéristiques
de ces circulations peuvent connaître une utilisation
pratique. Par exemple, la tendance qu'ont les
nappes de pétrole à s'accumuler le long de bandes de
convergence a été utilisée avec succès dans le nettoyage
de déversements d'hydrocarbures sur la mer. De plus,
les plaisanciers possèdent un indicateur de cap naturel :
les lignes de la plus grande dérive superficielle due au
vent se retrouvent le long des chapelets de débris, alors
que celles de la plus faible dérive due au vent sont situées
à mi-chemin entre des chapelets de débris adjacents. Il
est donc plus avantageux, dans le cas d'une course sous
le vent, de se déplacer le long d'un tel chapelet. Par
contre, il est préférable de demeurer, autant que faire se
peut, entre les chapelets de débris dominants dans les
cas de louvoiement.
Quelques-uns des plus importants types d'écoulements
secondaires engendrés par le vent sont peut-être
ceux associés aux perturbations se progageant presque
dans le plan vertical, appelées vagues d'inertie (ou
gyroscopiques). Engendrés dans la partie supérieure de
l'océan par des changements brusques de la direction du
vent, ces courants d'inertie sont des écoulements giratoires
dont la direction change constamment pendant
une période donnée, un peu comme les courants de
marée giratoires dont nous avons parlé au chapitre précédent.
Contrairement aux courants de marée, les courants
d'inertie sont toujours polarisés de façon circulaire,
car le vecteur du courant est toujours en rotation
dans le sens horaire (pour l'hémisphère nord) et conserve
une vitesse uniforme pendant une rotation. En
d'autres mots, la pointe du vecteur de courant, en l'absence
d'autres types de courant, trace un cercle (voir fig.
—80—
3.30b). (Dans l'hémisphère sud, le sens de rotation est
antihoraire.) Mis en branle par une impulsion des vents,
les courants se maintiennent par un équilibre entre
l'effet de déviation vers la droite de la force de Coriolis
(dans l'hémisphère nord) et de la force centripète (ou
centrifuge) engendrée par la trajectoire courbe de l'eau.
Le temps qu'il faut au courant pour décrire un cercle
complet — la période d'inertie — est donc déterminé
par la valeur locale de la composante verticale de rotation
de la Terre. Aux environs de 500 de latitude, elle
correspond à 15 1/2 h, à mi-chemin entre les périodes de
la marée de 12 1/2 h et de 25 h. (À la latitude de 30 0 , la
période d'inertie est égale à la période diurne des
marées, soit environ 24 h.)
Pour des raisons qui ne sont qu'en partie comprises,
les mouvements d'inertie semblent confinés principalement
aux 100 m supérieurs ou moins de la surface
de l'océan et s'atténuent rapidement après seulement
quelques périodes d'oscillation, soit quelques jours. Ces
mouvements ont tendance à se produire en haute mer
loin de l'interférence des limites côtières, et non pas
dans des bassins confinés, tels les détroits de Géorgie ou
Juan de Fuca. Comme on peut s'y attendre, les courants
d'inertie sont très intermittents; ils apparaissent parfois
soudainement et perturbent les courants de marée normaux
pendant quelques jours après le passage d'un
front de tempête. Les vitesses de courant atteignent en
général 25 cm / s au large de la côte ouest de l'île
Vancouver et à l'entrée du bassin Reine-Charlotte, et il
existe une forte cohérence entre les mouvements des
courants sur des dizaines de centaines de kilomètres.
Courants de détente
En plus d'entraîner les courants de dérive de
surface, les vents peuvent modifier indirectement
d'autres types d'écoulement. Là où la dérive due au vent
est entravée par un rivage sous le vent, de l'eau s'accumule
contre la côte et le niveau de la mer est incliné
sous l'influence de vents d'afflux persistants, effet qui
peut être simulé en soufflant sur un bol d'eau. De la
même façon, des vents de reflux produisent une dénivellation
de la mer en entraînant l'eau loin de la côte. Sur
une échelle assez importante, cela peut entraîner la
formation d'ondes de tempête sur les côtes peu élevées,
phénomène dont nous avons parlé précédemment en
étudiant les marées. Lorsque de tels vents s'affaiblissent
ou se renversent, la surface de l'eau surélevée (ou
abaissée) à la rive cherche son niveau d'équilibre. Les
courants de détente associés à ce rétablissement du
niveau de l'eau peuvent persister pendant des heures et
même des jours, selon la surface touchée, et conduire à
des déviations perceptibles des courants de surface par
rapport à ceux prévus d'après les marées et les vents
locaux. Selon Wickett (1973), les écoulements vers le
sud particulièrement puissants — environ 1,5 m/s (3 kn)
— observés près d'une plate-forme de forage à l'extrémité
sud du détroit d'Hécate, le 25 septembre 1968,
étaient causés par de tels courants après une période de
forts vents d'afflux. Dans ce cas, l'écoulement fut
apparemment augmenté par les 7 cm de pluie qui se