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GÉOCHIMIE MARINE
qu’au sud. L’eau transportée vers le nord par la dérive d’Ekman ne pouvant venir du sud, il
y a une remontée d’eau profonde (pompage d’Ekman). Dans la zone 2, l’intensité du vent
est constante avec la latitude, si bien que le rotationnel du vent est nul et que toute l’eau
apportée par la dérive d’Ekman depuis le sud est évacuée vers le nord. Le pompage d’Ekman
est donc nul. Dans la zone 3 enfin, l’intensité des alizés diminuant vers le nord, le rotationnel
du vent est négatif et l’eau apportée depuis le sud ne peut pas être évacuée au nord : elle
doit donc s’enfoncer et le pompage d’Ekman est dirigé vers le bas. C’est donc le rotationnel
du vent qui induit une divergence horizontale de l’eau qui doit être compensée par une
remontée verticale de l’eau (pompage d’Ekman).
On montre (voir l’encadré ci-dessous) que la vitesse verticale à la base de la couche
d’Ekman est donnée par la relation :
(1-9)
Figure 1.18.
Moyenne zonale de la tension du vent
à la surface de l’océan.
Modifié d'après Hellerman et Rosenstein,
1983.
À l’échelle du gyre (~1000 km), f varie peu, si
bien que la vitesse verticale dépend fortement du
rotationnel de la tension du vent et donc notamment
de la variation méridienne de la tension du vent
(Figure 1.18 ; Exercice d’approfondissement 4).
Un rotationnel positif (rotation dans le sens inverse
des aiguilles d’une montre) entraîne une remontée
des eaux profondes à la base de la couche d’Ekman.
Au contraire, un rotationnel négatif (rotation dans
le sens des aiguilles d’une montre) entraîne un
enfoncement des eaux superficielles à la base de la
couche d’Ekman. L’équation 1.9 est extrêmement
importante en géochimie marine, car la vitesse du
pompage d’Ekman détermine en grande partie l’alimentation des eaux de surface en éléments nutritifs
par les remontées d’eaux profondes.
Pompage d’Ekman
L eau est un fluide incompressible. Il en résulte que toute l’eau qui entre dans un volume fixe
doit être compensée par de l’eau qui sort. Cela se traduit par le fait que :
En intégrant cene équation entre la base de la couche d’Ekman et la surface, on obtient :
GÉOCHIMIE MARINE
qu’au sud. L’eau transportée vers le nord par la dérive d’Ekman ne pouvant venir du sud, il
y a une remontée d’eau profonde (pompage d’Ekman). Dans la zone 2, l’intensité du vent
est constante avec la latitude, si bien que le rotationnel du vent est nul et que toute l’eau
apportée par la dérive d’Ekman depuis le sud est évacuée vers le nord. Le pompage d’Ekman
est donc nul. Dans la zone 3 enfin, l’intensité des alizés diminuant vers le nord, le rotationnel
du vent est négatif et l’eau apportée depuis le sud ne peut pas être évacuée au nord : elle
doit donc s’enfoncer et le pompage d’Ekman est dirigé vers le bas. C’est donc le rotationnel
du vent qui induit une divergence horizontale de l’eau qui doit être compensée par une
remontée verticale de l’eau (pompage d’Ekman).
On montre (voir l’encadré ci-dessous) que la vitesse verticale à la base de la couche
d’Ekman est donnée par la relation :
(1-9)
Figure 1.18.
Moyenne zonale de la tension du vent
à la surface de l’océan.
Modifié d'après Hellerman et Rosenstein,
1983.
À l’échelle du gyre (~1000 km), f varie peu, si
bien que la vitesse verticale dépend fortement du
rotationnel de la tension du vent et donc notamment
de la variation méridienne de la tension du vent
(Figure 1.18 ; Exercice d’approfondissement 4).
Un rotationnel positif (rotation dans le sens inverse
des aiguilles d’une montre) entraîne une remontée
des eaux profondes à la base de la couche d’Ekman.
Au contraire, un rotationnel négatif (rotation dans
le sens des aiguilles d’une montre) entraîne un
enfoncement des eaux superficielles à la base de la
couche d’Ekman. L’équation 1.9 est extrêmement
importante en géochimie marine, car la vitesse du
pompage d’Ekman détermine en grande partie l’alimentation des eaux de surface en éléments nutritifs
par les remontées d’eaux profondes.
Pompage d’Ekman
L eau est un fluide incompressible. Il en résulte que toute l’eau qui entre dans un volume fixe
doit être compensée par de l’eau qui sort. Cela se traduit par le fait que :
En intégrant cene équation entre la base de la couche d’Ekman et la surface, on obtient :