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

conçu, le Fram, fut emprisonné dans les glaces pendant
3 a, au cours de sa célèbre expédition de 1893, Fridtjof
Nansen observa que la glace de l'Arctique dérivait d'environ
45° vers la droite du vent, à un faible pourcentage
de la vitesse de celui-ci. Selon l'explication d'Ekman, la
résistance du vent, le frottement interne et la force de
Coriolis étaient tous trois responsables de ce phénomène.
Il montra de plus que, avec l'augmentation de la
profondeur, le courant créé par le vent s'éloignerait de
plus en plus de la direction du vent et que sa vitesse
décroîtrait, pour produire ce qu'on appelle la spirale
d'Ekman (fig. 4.4). Les observations actuelles indiquent
courant
de surface
FIG. 4.4 Spirale d'Ekman classique. Les flèches et leur projection sur
la surface du bas (lignes discontinues) indiquent la direction et la force
relative du courant à des profondeurs diverses par rapport aux vents
de surface dans l'hémisphère nord. (Dans l'hémisphère sud, les
courants sont déviés vers la gauche du vent.) La profondeur, p, varie
mais se situe de façon générale entre 30 et 100 m en haute mer. Les
courants plus profonds sont faibles et dans la direction opposée au
vent.
que l'angle des courants de surface se rapproche de 20°
vers la droite du vent et que la vitesse atteint environ 2 à
3 % de celle du vent, pourvu que 1) l'eau soit agitée par
l'action du vent et des vagues; 2) la profondeur de l'eau
soit supérieure à la profondeur maximale d'influence
directe du vent, soit environ 100m; et 3) l'écoulement ne
soit pas confiné horizontalement par la présence de terre
ferme. Si l'eau est moins profonde que la profondeur de
l'influence du vent ou si elle est rapprochée du rivage, la
colonne d'eau tend à se déplacer vers l'aval du vent à
une vitesse qui décroît-a-Vec la profondeur. Par temps
calme ou lorsqu'il n'y a pas trop de vagues, l'écoulement
vers l'aval du vent devient plutôt confiné aux
quelques centimètres supérieurs.
Comme cela arrive si souvent dans le cas des explications
simples de la génération des courants, la spirale
d'Ekman complète s'observe rarement dans l'océan,
soit parce que les conditions ne sont pas tout à fait
idéales ou à cause d'autres effets qui la masquent.
Néanmoins, la direction et la vitesse du courant de surface,
et les limites de l'application de la théorie, semblent
refléter assez justement l'influence du vent en
haute mer.
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Le courant associé à la spirale d'Ekman, dit dérive
d'Ekman, jouerait un rôle primordial dans l'établissement
d'importants modes de circulation due au vent
dans les océans du monde. Le mécanisme peut se
résumer de la façon suivante. Premièrement, le vent
produit un régime de dérive d'Ekman dont les courants
sont déviés à la droite du vent dans les 100 premiers
mètres environ de la surface de l'océan (dans l'hémisphère
nord). (Dans l'hémisphère sud, les courants de
dérive sont situés à la gauche du vent.) Puis, à cause des
changements nord-sud de l'intensité de la force de
Coriolis et des variations horizontales de la vitesse et de
la direction du vent, dans certaines régions des océans
du monde, une convergence de longue durée s'établit
dans les eaux de surface, alors que, pour d'autres
régions, une divergence de ces eaux se produit. Dans
d'importantes régions où les couches supérieures divergent,
une lente circulation ascendante doit exister afin
de compenser le mouvement horizontal de l'eau. Le
mouvement ascendant, à son tour, crée des courants
horizontaux dans les 1 000 m supérieurs ou plus de la
colonne d'eau. Les courants se forment en tourbillons
cycloniques très caractéristiques des océans les plus
importants. De même, la convergence de longue durée
des eaux de surface produit un écoulement descendant
et la formation des tourbillons anticycloniques également
très caractéristiques des océans. Le tourbillon
cyclonique subarctique dans le Pacifique Nord-Est, par
exemple, est associé aux vents de sens antihoraire du
système de basse pression des Aléoutiennes qui domine
dans cette région la plus grande partie de l'année. Le
tourbillon anticyclonique du Pacifique Nord, à l'ouest
de la Californie, est lié à des vents de sens horaire,
également très persistants, du système de haute pression
du Pacifique Nord.
Courants de densité
Les courants de densité se forment lorsqu'une
portion d'eau de densité différente de celle des eaux
adjacentes tente d'atteindre son niveau d'équilibre.
C'est-à-dire que cette portion se déplace vers une
profondeur où l'eau sus-jacente est plus légère (plus
douce ou plus chaude) et l'eau sous-jacente est plus
lourde (plus salée ou plus froide). Bien que de tels courants
soient en général lents et aient donc peu d'effets
directs sur les plaisanciers, ils sont extrêmement importants
pour la dispersion à long terme de polluants et
pour le maintien de la grande diversité de la flore et de la
faune dans les profondeurs de certains bassins. Sans
réapprovisionnement continuel des eaux profondes et
intermédiaires du régime côtier, l'oxygène dissous dans
ces eaux ne tarderait pas à être entièrement consommé
par les plantes et les animaux aquatiques ainsi que par
les matériaux en décomposition. Si cela se produisait, la
plupart des organismes vivant dans les eaux profondes
disparaîtraient à la longue.
Malgré leur lenteur, les courants de densité contribuent
également de façon importante aux régimes de
circulation dans les océans mondiaux. On croit
aujourd'hui que les petites différences de densité en