QUELQUES BASES D’OCÉANOGRAPHIE DESCRIPTIVE ET PHYSIQUE
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Figure 1.25. Effet du changement de latitude sur la vorticité relative.
Un volume d’eau peut également avoir un mouvement de rotation sur lui-même (par
rapport à un repère lié à la Terre). On dit qu’il a une vorticité relative (que l’on note co). La
vorticité relative peut être acquise par exemple sous l’effet du vent ou des frottement le long
des côtes. Il est important de comprendre que la variation de vorticité planétaire d’une masse
d’eau qui change de latitude peut se transformer en vorticité relative (Figure 1.25). Une
masse d’eau initialement située au pôle Nord et descendant (sans frottement) vers l’équateur
conserve son mouvement de rotation. Pour un observateur situé à l’équateur, elle semble
donc tourner sur elle-même dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Sa vorticité
planétaire a donc été transformée en vorticité relative positive. Inversement, une masse d’eau
initialement située à l’équateur et se dirigeant vers le pôle Nord acquiert une vorticité relative
négative (elle semble tourner dans le sens des aiguilles d’une montre pour un observateur
situé sur la banquise).
On sait qu’un patineur qui tourne sur lui-même peut diminuer sa vitesse de rotation en
écartant les bras ou l’augmenter en ramenant les bras le long du corps. Ce faisant, il utilise ce que l’on appelle en physique la « conservation du moment cinétique ». Une colonne
d’eau de hauteur H en rotation obéit aux mêmes lois. Quand elle s’étire (remontée d’eau
ver la surface), son diamètre diminue et sa rotation s’accélère (Figure 1.26). Au contraire, si
son diamètre augmente parce qu’elle se tasse (enfoncement vers le fond), elle décélère. On
appelle vorticité potentielle (H) le rapport (f+ oj)IH. On montre que loin de la surface de
l’océan et des côtes (les deux zones où la vorticité peut être
(0 fort
« faible
modifiée), la vorticité potentielle doit être conservée. On a
. —
donc : (f+a>)/H = constante.
De plus, pour les masses d’eau isolées de la surface (et
<=>
de l’effet du vent), la vorticité est dominée par la vorticité
planétaire : | f | » | a> |. Si bien que l’on a :
kJ
f/H= constante
(L20)
Figure 1.26. Conservation
de la vorticité relative.
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Figure 1.25. Effet du changement de latitude sur la vorticité relative.
Un volume d’eau peut également avoir un mouvement de rotation sur lui-même (par
rapport à un repère lié à la Terre). On dit qu’il a une vorticité relative (que l’on note co). La
vorticité relative peut être acquise par exemple sous l’effet du vent ou des frottement le long
des côtes. Il est important de comprendre que la variation de vorticité planétaire d’une masse
d’eau qui change de latitude peut se transformer en vorticité relative (Figure 1.25). Une
masse d’eau initialement située au pôle Nord et descendant (sans frottement) vers l’équateur
conserve son mouvement de rotation. Pour un observateur situé à l’équateur, elle semble
donc tourner sur elle-même dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Sa vorticité
planétaire a donc été transformée en vorticité relative positive. Inversement, une masse d’eau
initialement située à l’équateur et se dirigeant vers le pôle Nord acquiert une vorticité relative
négative (elle semble tourner dans le sens des aiguilles d’une montre pour un observateur
situé sur la banquise).
On sait qu’un patineur qui tourne sur lui-même peut diminuer sa vitesse de rotation en
écartant les bras ou l’augmenter en ramenant les bras le long du corps. Ce faisant, il utilise ce que l’on appelle en physique la « conservation du moment cinétique ». Une colonne
d’eau de hauteur H en rotation obéit aux mêmes lois. Quand elle s’étire (remontée d’eau
ver la surface), son diamètre diminue et sa rotation s’accélère (Figure 1.26). Au contraire, si
son diamètre augmente parce qu’elle se tasse (enfoncement vers le fond), elle décélère. On
appelle vorticité potentielle (H) le rapport (f+ oj)IH. On montre que loin de la surface de
l’océan et des côtes (les deux zones où la vorticité peut être
(0 fort
« faible
modifiée), la vorticité potentielle doit être conservée. On a
. —
donc : (f+a>)/H = constante.
De plus, pour les masses d’eau isolées de la surface (et
<=>
de l’effet du vent), la vorticité est dominée par la vorticité
planétaire : | f | » | a> |. Si bien que l’on a :
kJ
f/H= constante
(L20)
Figure 1.26. Conservation
de la vorticité relative.