QUELQUES BASES D’OCÉANOGRAPHIE DESCRIPTIVE ET PHYSIQUE
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L'intensification des courants de bord ouest
Dans ce qui suit, nous continuons à nous focaliser sur l’exemple du gyre subtropical
Nord atlantique dont la branche ouest est le Gulf Stream et la branche est est le courant des
Canaries. Ce gyre est forcé par une circulation atmosphérique anticyclonique. Le rotationnel
de la tension du vent est donc négatif, ce qui induit un transport de l’eau de la thermocline.
Comment l’eau transportée vers le sud peut-elle revenir vers le nord malgré la relation de
Sverdrup ? Le retour est possible le long des bords du bassin, là où les frottements latéraux
ne sont plus négligeables. Le gyre subtropical nord-atlantique est très dissymétrique avec
un courant vers le sud (courant des Canaries) plus large et beaucoup plus lent que le Gulf
Stream qui se dirige vers le nord (Figure 1.21). Pour comprendre ce décalage, il faut faire
appel à la vorticité. La circulation anticyclonique du vent aux latitudes subtropicales donne
à l’océan une vorticité relative négative. Si rien ne venait compenser cet effet, la rotation
de l’eau accélérerait indéfiniment. Ce n’est évidemment pas le cas, car le courant subit des
frottements le long des côtes. En s’opposant au mouvement de l’eau, les frottements lui
transmettent une vorticité relative positive qui tend à compenser l’accélération du vent.
Cependant, et la clé du problème se trouve là, la situation n’est pas la même des deux côtés
du bassin. Sur le bord est, l’effet du vent est largement compensé par l’augmentation de la
vorticité relative de l’eau qui se dirige vers l’équateur et dans une moindre mesure par les
frottements sur le bord du bassin qui peuvent rester faibles. Au contraire, sur le bord ouest
du bassin, l’effet du vent est renforcé par la diminution de la vorticité relative de l’eau qui se
dirige vers le pôle, si bien que les frottements doivent être plus importants pour ralentir le
mouvement. Les frottements étant proportionnels à la vitesse, la vitesse du courant doit être
plus forte à l’ouest du bassin (Gulf Stream) qu’à l’est (courant des Canaries). C’est donc la
variation de la force de Coriolis avec la latitude qui est responsable de l’intensification des
courants sur les bords ouest des bassins. Ce principe d’intensification des courants sur le
bord ouest peut s’étendre aux gyres cycloniques (Exercice d’approfondissement 7).
Tourbillons et recirculation
Le Gulf Stream n’est pas entièrement expliqué par la théorie de Sverdrup. Par exemple,
l’équilibre de Sverdrup prédit un transport méridien maximum de 30 Sv qui doit être localisé autour de 28°N. Or, le courant est de 100 Sv à 40°N. La cause de ce désaccord est la
présence de boucles de recirculation dans le gyre, augmentée par la formation de tourbillons
par le Gulf Stream. Le Gulf Stream est si énergétique que sa trajectoire n’est pas stable : le
courant forme des méandres qui, lorsqu’ils se recoupent, sont éjectés du courant sous forme
de tourbillons (Figure 1.29).
Les tourbillons éjectés au nord du Gulf Stream contiennent dans leur cœur des eaux
chaudes du gyre subtropical et ils ont un mouvement de rotation anticyclonique. Les tourbillons éjectés au sud du Gulf Stream contiennent dans leur cœur des eaux froides provenant du
courant du Labrador et ils ont un mouvement de rotation cyclonique. Ce sont ces derniers
qui en se dirigeant vers le sud permettent l’augmentation de l’intensité du Gulf Stream en
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L'intensification des courants de bord ouest
Dans ce qui suit, nous continuons à nous focaliser sur l’exemple du gyre subtropical
Nord atlantique dont la branche ouest est le Gulf Stream et la branche est est le courant des
Canaries. Ce gyre est forcé par une circulation atmosphérique anticyclonique. Le rotationnel
de la tension du vent est donc négatif, ce qui induit un transport de l’eau de la thermocline.
Comment l’eau transportée vers le sud peut-elle revenir vers le nord malgré la relation de
Sverdrup ? Le retour est possible le long des bords du bassin, là où les frottements latéraux
ne sont plus négligeables. Le gyre subtropical nord-atlantique est très dissymétrique avec
un courant vers le sud (courant des Canaries) plus large et beaucoup plus lent que le Gulf
Stream qui se dirige vers le nord (Figure 1.21). Pour comprendre ce décalage, il faut faire
appel à la vorticité. La circulation anticyclonique du vent aux latitudes subtropicales donne
à l’océan une vorticité relative négative. Si rien ne venait compenser cet effet, la rotation
de l’eau accélérerait indéfiniment. Ce n’est évidemment pas le cas, car le courant subit des
frottements le long des côtes. En s’opposant au mouvement de l’eau, les frottements lui
transmettent une vorticité relative positive qui tend à compenser l’accélération du vent.
Cependant, et la clé du problème se trouve là, la situation n’est pas la même des deux côtés
du bassin. Sur le bord est, l’effet du vent est largement compensé par l’augmentation de la
vorticité relative de l’eau qui se dirige vers l’équateur et dans une moindre mesure par les
frottements sur le bord du bassin qui peuvent rester faibles. Au contraire, sur le bord ouest
du bassin, l’effet du vent est renforcé par la diminution de la vorticité relative de l’eau qui se
dirige vers le pôle, si bien que les frottements doivent être plus importants pour ralentir le
mouvement. Les frottements étant proportionnels à la vitesse, la vitesse du courant doit être
plus forte à l’ouest du bassin (Gulf Stream) qu’à l’est (courant des Canaries). C’est donc la
variation de la force de Coriolis avec la latitude qui est responsable de l’intensification des
courants sur les bords ouest des bassins. Ce principe d’intensification des courants sur le
bord ouest peut s’étendre aux gyres cycloniques (Exercice d’approfondissement 7).
Tourbillons et recirculation
Le Gulf Stream n’est pas entièrement expliqué par la théorie de Sverdrup. Par exemple,
l’équilibre de Sverdrup prédit un transport méridien maximum de 30 Sv qui doit être localisé autour de 28°N. Or, le courant est de 100 Sv à 40°N. La cause de ce désaccord est la
présence de boucles de recirculation dans le gyre, augmentée par la formation de tourbillons
par le Gulf Stream. Le Gulf Stream est si énergétique que sa trajectoire n’est pas stable : le
courant forme des méandres qui, lorsqu’ils se recoupent, sont éjectés du courant sous forme
de tourbillons (Figure 1.29).
Les tourbillons éjectés au nord du Gulf Stream contiennent dans leur cœur des eaux
chaudes du gyre subtropical et ils ont un mouvement de rotation anticyclonique. Les tourbillons éjectés au sud du Gulf Stream contiennent dans leur cœur des eaux froides provenant du
courant du Labrador et ils ont un mouvement de rotation cyclonique. Ce sont ces derniers
qui en se dirigeant vers le sud permettent l’augmentation de l’intensité du Gulf Stream en