QUELQUES BASES D’OCÉANOGRAPHIE DESCRIPTIVE ET PHYSIQUE
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2) Les forces liées aux variations horizontales de pression. La pression (P) à une profondeur
donnée (z) varie d’un point à l’autre de l’océan en fonction de la structure des masses d’eau
sus-jacentes. Il en résulte des gradients horizontaux de pression (8P/8x et 8P/8y).
3) Les forces de frottement à la limite océan-atmosphère et entre les différents couches de
l’océan. Un volume d’eau qui se déplace a tendance à être freiné par les forces de frottement
contre les volumes d’eau voisins (aussi appelées cisaillements et notées r). C’est notamment
le cas des eaux de surface entraînées par le vent qui frottent sur les couches plus profondes.
Il en résulte des variations verticales des forces de frottement Çdxfdz).
4) Sur la verticale, l’accélération de la gravité est compensée par l’augmentation de la
pression (équilibre hydrostatique).
Les effets de la rotation de la Terre
La rotation de la Terre sur elle-même a des conséquences importantes sur les déplacements de
grande ampleur des masses d’air et des masses d’eau.
La force de Coriolis
La « force » de Coriolis représente l’accélération due à la rotation de la Terre autour de son axe
dans un référentiel fixe par rapport à des étoiles lointaines « immobiles ». La Terre tourne sur
elle-même en 24 h, soit une vitesse angulaire Q = 2n/(24 x 60 x 60) = 7,27 x 10‘5 s *. Ainsi, tout
objet immobile à la surface de la Terre est animé d’une vitesse tangentielle dirigée vers l’est.
Cette vitesse est maximale à l’équateur où un objet parcours 40 000 km (la circonférence de la
Terre) en 24 h, soit v = 463 m.s’1. Vers les pôles, les parallèles décrivent en 24 h des cercles de
plus en plus petits, si bien que la vitesse tangentielle diminue. Au pôle de rotation, la distance
parcourue en 24 h étant nulle, la vitesse tangentielle l’est aussi.
Considérons que Pierre (P) situé au pôle Nord et Etienne (E) situé à l’équateur veuillent jouer
à la balle (Figure 1.12). Etienne lance la balle à Pierre en lui donnant une vitesse v, dirigée
vers le nord. Cependant, à l’équateur, la balle a également acquis une vitesse tangentielle de
463 m.s'1 dirigée vers l’est à cause de la rotation de la Terre. La balle ne frottant pas sur la
surface de la Terre, elle conserve cette composante tangentielle en se déplaçant vers le nord audessus de régions animées de vitesses tangentielles de plus en plus faibles. Pour un observateur
au sol, le mouvement de la balle semble donc dévié vers l’est. Finalement, la balle n’atteindra
pas Pierre et son mouvement semblera dévié vers la droite. La force de Coriolis semble donc
dévier les mouvements de grande amplitude. En fait, ce n’est pas une vraie force. Il s’agit juste
d’une déviation apparente de la trajectoire des masses d’air et des masses d’eau pour un observateur se trouvant sur la Terre et ne sachant pas que la Terre tourne sur elle-même (par opposition à un observateur regardant la Terre depuis l’espace et qui voit donc la rotation de la Terre).
Le lecteur vérifiera que la déviation se fait aussi vers la droite si Pierre envoie la balle depuis
le pôle Nord. Il vérifiera également que la déviation se fait vers la gauche du mouvement dans
l’hémisphère sud. Comment Pierre et Etienne doivent-ils se placer pour pouvoir jouer à l’abri
de la force de Coriolis ? En étant tous les deux proches de l’équateur, leur distance à l’axe de
la Terre varie peu et la force de Coriolis est donc faible (elle est nulle à l’équateur et maximum
aux pôles).
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2) Les forces liées aux variations horizontales de pression. La pression (P) à une profondeur
donnée (z) varie d’un point à l’autre de l’océan en fonction de la structure des masses d’eau
sus-jacentes. Il en résulte des gradients horizontaux de pression (8P/8x et 8P/8y).
3) Les forces de frottement à la limite océan-atmosphère et entre les différents couches de
l’océan. Un volume d’eau qui se déplace a tendance à être freiné par les forces de frottement
contre les volumes d’eau voisins (aussi appelées cisaillements et notées r). C’est notamment
le cas des eaux de surface entraînées par le vent qui frottent sur les couches plus profondes.
Il en résulte des variations verticales des forces de frottement Çdxfdz).
4) Sur la verticale, l’accélération de la gravité est compensée par l’augmentation de la
pression (équilibre hydrostatique).
Les effets de la rotation de la Terre
La rotation de la Terre sur elle-même a des conséquences importantes sur les déplacements de
grande ampleur des masses d’air et des masses d’eau.
La force de Coriolis
La « force » de Coriolis représente l’accélération due à la rotation de la Terre autour de son axe
dans un référentiel fixe par rapport à des étoiles lointaines « immobiles ». La Terre tourne sur
elle-même en 24 h, soit une vitesse angulaire Q = 2n/(24 x 60 x 60) = 7,27 x 10‘5 s *. Ainsi, tout
objet immobile à la surface de la Terre est animé d’une vitesse tangentielle dirigée vers l’est.
Cette vitesse est maximale à l’équateur où un objet parcours 40 000 km (la circonférence de la
Terre) en 24 h, soit v = 463 m.s’1. Vers les pôles, les parallèles décrivent en 24 h des cercles de
plus en plus petits, si bien que la vitesse tangentielle diminue. Au pôle de rotation, la distance
parcourue en 24 h étant nulle, la vitesse tangentielle l’est aussi.
Considérons que Pierre (P) situé au pôle Nord et Etienne (E) situé à l’équateur veuillent jouer
à la balle (Figure 1.12). Etienne lance la balle à Pierre en lui donnant une vitesse v, dirigée
vers le nord. Cependant, à l’équateur, la balle a également acquis une vitesse tangentielle de
463 m.s'1 dirigée vers l’est à cause de la rotation de la Terre. La balle ne frottant pas sur la
surface de la Terre, elle conserve cette composante tangentielle en se déplaçant vers le nord audessus de régions animées de vitesses tangentielles de plus en plus faibles. Pour un observateur
au sol, le mouvement de la balle semble donc dévié vers l’est. Finalement, la balle n’atteindra
pas Pierre et son mouvement semblera dévié vers la droite. La force de Coriolis semble donc
dévier les mouvements de grande amplitude. En fait, ce n’est pas une vraie force. Il s’agit juste
d’une déviation apparente de la trajectoire des masses d’air et des masses d’eau pour un observateur se trouvant sur la Terre et ne sachant pas que la Terre tourne sur elle-même (par opposition à un observateur regardant la Terre depuis l’espace et qui voit donc la rotation de la Terre).
Le lecteur vérifiera que la déviation se fait aussi vers la droite si Pierre envoie la balle depuis
le pôle Nord. Il vérifiera également que la déviation se fait vers la gauche du mouvement dans
l’hémisphère sud. Comment Pierre et Etienne doivent-ils se placer pour pouvoir jouer à l’abri
de la force de Coriolis ? En étant tous les deux proches de l’équateur, leur distance à l’axe de
la Terre varie peu et la force de Coriolis est donc faible (elle est nulle à l’équateur et maximum
aux pôles).