QUELQUES BASES D’OCÉANOGRAPHIE DESCRIPTIVE ET PHYSIQUE
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Figure 1.14. Principe de la spirale d’Ekman.
Vitesse du courant nulle
en profondeur
A) Équilibre des forces à la surface de l’océan. B) Propagation du courant en profondeur.
D’après OpenUniversity, 1989.
Le pompage d’Ekman
Dans les gyres subtropicaux, la circulation anticyclonique du vent force un transport net
de l’eau vers le centre du gyre (Figure 1.15). Il se crée une accumulation d’eau qui se traduit
par une « bosse », c’est-à-dire une surélévation par rapport au niveau de la mer au repos
(c’est-à-dire en l’absence de vent, d’évaporation, de précipitations...), que l’on appelle aussi
le « géoïde ». Au contraire, dans les gyres cycloniques, le transport net de l’eau forcé par le
vent se fait vers l’extérieur du gyre : l’eau fuit le centre du gyre, ce qui entraîne la formation
d’un « creux » par rapport au niveau de la mer au repos. De même, dans la zone équatoriale,
les alizés produisent un flux net d’eau vers le nord au nord de l’équateur et vers le sud au sud
de l’équateur. Il y a donc divergence de l’eau à l’équateur et formation d’un creux. Ces dénivelés, qui peuvent atteindre 1 mètre par rapport au niveau de la mer au repos, constituent
la hauteur dynamique de l’océan. L’océan est donc loin d’être plat comme le voudrait sa
réputation : au centre de l’Atlantique subtropical, l’eau est à environ 1,40 m plus haut que
le long des côtes nord-américaines, au large de New York. Si ces hauteurs peuvent paraître
modestes, elles ont un impact essentiel sur la circulation profonde : en effet, l’eau empilée
ainsi au centre des gyres subtropicaux ne peut s’y accumuler éternellement. Il ne reste donc
plus à l’eau qu’à s’échapper par le bas, générant ainsi des courants plus profonds.
La convergence ou la divergence horizontale de l’eau induit des mouvements verticaux appelés « pompage d’Ekman ». L’eau qui s’accumule dans les gyres anticycloniques
s’enfonce en profondeur (on dit que le pompage d’Ekman est dirigé vers le bas et on parle
de « downwelling »), ce qui entraîne un approfondissement de la thermocline. Au contraire,
dans les zones de divergence, l’eau a tendance à remonter pour combler le vide (on dit que
le pompage d’Ekman est dirigé vers le haut et on parle d’« upwelling »), ce qui entraîne une
remontée de la thermocline. Ces variations du niveau de la thermocline sont facilement
visibles sur les sections hydrographiques présentées sur les figures 1.7 et 1.8. Le maximum
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Figure 1.14. Principe de la spirale d’Ekman.
Vitesse du courant nulle
en profondeur
A) Équilibre des forces à la surface de l’océan. B) Propagation du courant en profondeur.
D’après OpenUniversity, 1989.
Le pompage d’Ekman
Dans les gyres subtropicaux, la circulation anticyclonique du vent force un transport net
de l’eau vers le centre du gyre (Figure 1.15). Il se crée une accumulation d’eau qui se traduit
par une « bosse », c’est-à-dire une surélévation par rapport au niveau de la mer au repos
(c’est-à-dire en l’absence de vent, d’évaporation, de précipitations...), que l’on appelle aussi
le « géoïde ». Au contraire, dans les gyres cycloniques, le transport net de l’eau forcé par le
vent se fait vers l’extérieur du gyre : l’eau fuit le centre du gyre, ce qui entraîne la formation
d’un « creux » par rapport au niveau de la mer au repos. De même, dans la zone équatoriale,
les alizés produisent un flux net d’eau vers le nord au nord de l’équateur et vers le sud au sud
de l’équateur. Il y a donc divergence de l’eau à l’équateur et formation d’un creux. Ces dénivelés, qui peuvent atteindre 1 mètre par rapport au niveau de la mer au repos, constituent
la hauteur dynamique de l’océan. L’océan est donc loin d’être plat comme le voudrait sa
réputation : au centre de l’Atlantique subtropical, l’eau est à environ 1,40 m plus haut que
le long des côtes nord-américaines, au large de New York. Si ces hauteurs peuvent paraître
modestes, elles ont un impact essentiel sur la circulation profonde : en effet, l’eau empilée
ainsi au centre des gyres subtropicaux ne peut s’y accumuler éternellement. Il ne reste donc
plus à l’eau qu’à s’échapper par le bas, générant ainsi des courants plus profonds.
La convergence ou la divergence horizontale de l’eau induit des mouvements verticaux appelés « pompage d’Ekman ». L’eau qui s’accumule dans les gyres anticycloniques
s’enfonce en profondeur (on dit que le pompage d’Ekman est dirigé vers le bas et on parle
de « downwelling »), ce qui entraîne un approfondissement de la thermocline. Au contraire,
dans les zones de divergence, l’eau a tendance à remonter pour combler le vide (on dit que
le pompage d’Ekman est dirigé vers le haut et on parle d’« upwelling »), ce qui entraîne une
remontée de la thermocline. Ces variations du niveau de la thermocline sont facilement
visibles sur les sections hydrographiques présentées sur les figures 1.7 et 1.8. Le maximum