Aller au contenu
Les Forums de MeteoBelgique
passiion

Turbulences océaniques et circulation océanique globale

Messages recommandés

Des récentes découvertes permettent d'éclaircir certaines zones sombres à propos de la circulation thermohaline.

moc-illustration_4.jpg

Des ondes océaniques se brisant sur le plancher océanique du pacifique équatorial génèrent des turbulences d'échelle centimétrique, ce qui est crucial pour la dynamique de la circulation océanique à l'échelle mondiale, disent les scientifiques de Stanford.

Les résultats, présentés cette semaine à la conférence de l'American Geophysical Union Ocean Sciences et récemment publiés en ligne dans la revue Geophysical Research Letters, pourraient éventuellement être incorporés dans des simulations du climat pour améliorer les prévisions climatiques futures.

"Les modèles climatiques ne font pas un excellent travail pour simuler la circulation océanique mondiale, car ils ne peuvent pas simuler les petites échelles qui sont importantes pour le mélange dans l'océan profond», a déclaré le co-auteur Ryan Holmes, un étudiant diplômé à l'école de Stanford.

La circulation océanique méridionale (MOC) est une ceinture mondiale de courants océaniques dans laquelle les eaux de surface qui sont refroidis dans les hautes latitudes s'écoulent le long de courants profonds vers les régions équatoriales, où ils se mélangent avec l'eau plus chaude, moins dense et remontent à la surface. Cet upwelling va finalement être redirigé vers les latitudes plus élevées pour compléter le cycle. Un circuit prend des centaines de milliers d'années pour être complété.

La MOC est importante pour le transport de la chaleur, du sel et du carbone dans le monde entier et influe sur la vitesse à laquelle le carbone stocké dans l'océan profond est échangée avec l'atmosphère. Mais jusqu'à présent, les scientifiques avaient seulement une idée approximative de l'endroit où, dans les océans tropicaux, cette remontée liée au mélange se produit.

IMG_20141125_122338.jpg

Pour mieux comprendre le mélange dans les océans tropicaux, James Moum, professeur d'océanographie à l'Université de l'Oregon, a organisé une campagne de recherche de cinq semaines dans le Pacifique équatorial et a invité Holmes, qui enquêtait sur le mélange équatorial dans les modèles océaniques pour sa thèse de doctorat . Le groupe a apporté un capteur expérimental qui est conçu pour mesurer la turbulence vers le fond marin jusqu'à 4.000 mètres en dessous de la surface.

"L' upwelling nécessite le mélange des eaux à différentes températures et donc de densités différentes. Ce que nous avons mesuré à l'aide du câble est la turbulence qui génère ce mélange", a déclaré Holmes. "C'est la première fois que quiconque n'ai jamais mesuré ce mélange turbulent près de l'équateur".

Trouver la turbulence dans un endroit surprenant

Deux semaines après le début de l'expédition, l'équipe a rencontré une zone de fortes turbulences se produisant environs 700 mètres au dessus du fond de l'océan. Ceci était surprenant parce que le fond marin dans cette partie de l'océan était relativement plat, et depuis de nombreuses années, les scientifiques avaient supposer que l'intense mélange de l'eau nécessitait des caractéristiques de fond tels que des monts ou des reliefs abruptes.

"Ce fut la première fois que l'on a observé des turbulences sur une topographie lisse qui était aussi forte que celle trouvée sur une topographie accidentée", a déclaré Holmes.

Pour comprendre ce qui se passait, Moum a demandé l'aide de Leif Thomas, un expert dans la physique de la circulation océanique, et celle de Holmes.

En utilisant des modèles informatiques, Thomas et Holmes ont pu simuler des vents soufflant à travers la surface de l'océan qui peuvent générer des "vagues internes" qui se propagent verticalement vers le bas à travers les profondeurs de l'océan et transportent de l'énergie nécessaire pour mélanger les eaux sur le fond marin. Cependant, leur modèle n'a pas été en mesure de reproduire le mélange abyssal observé: au lieu de générer des turbulences, les ondes internes se propageaient dans l'eau de chaque côté de l'équateur et vers le fond marin en douceur sans se rompre.

"Ces ondes dans les modèles ont été piégées à l'équateur entre deux bandes verticales qui agissent comme des miroirs », a déclaré Thomas, professeur agrégé au Département des sciences du système terrestre.

L'idée novatrice

Les scientifiques de Stanford ont été perplexe - jusqu'à ce que Thomas ai eu l'idée d'intégrer la composante horizontale de la rotation de la Terre. Thomas s'est rappelé de ses études antérieures, et que le tourbillon horizontal de forts courants, tels que le Gulf Stream, pourrait provoquer des ondes internes dans les latitudes moyennes qui s'amplifient et viennent à se briser quand elles se réfléchissent sur la surface de la mer.

"Il m'est apparu que les ondes internes à l'équateur, où les effets de la composante horizontale de la rotation de la Terre sont les plus prononcés, pourraient connaître un comportement analogue lorsque les ondes se réfléchissent sur le fond marin," a déclaré Thomas. "Dans cet esprit, j'ai suggéré à Ryan d'explorer cette idée."

Le pressentiment de Thomas s'est révélé correcte. Les scientifiques de Stanford ont constaté que dans les eaux équatoriales, la rotation de la Terre imprime un mouvement vertical subtile pour les objets en mouvement. Ce coup de pouce est suffisant pour perturber la réflexion des ondes internes, les piégeant à proximité du fond de l'océan et en concentrant leur énergie, parviennent à générer des turbulences.

ocean-physics_0.gif

Nous avons inclus cette composante horizontale et trouvé que cela a changé la physique des ondes dans les océans équatoriaux profonds, ce qui pourrait provoquer leur éclatement et la turbulence, l'entraînement et le mélange", a déclaré Holmes.

Les nouveaux résultats soulignent l'importance critique des eaux équatoriales profondes pour le système climatique de la Terre.

"Les scientifiques savent depuis longtemps que l'océan supérieur équatorial est critique pour la physique des variations interannuelles du climat tels que El Niño", a t-il dit. «Notre nouvelle étude suggère que l'océan abyssal à l'équateur pourrait influer le système climatique à des échelles de temps plus longues."

https://earth.stanford.edu/news/intense-dee...bal-circulation

Le lien vers l'étude : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015GL066472/full

Modifié par passiion

Partager ce message


Lien à poster
Partager sur d’autres sites

Créer un compte ou se connecter pour commenter

Vous devez être membre afin de pouvoir déposer un commentaire

Créer un compte

Créez un compte sur notre communauté. C’est facile !

Créer un nouveau compte

Se connecter

Vous avez déjà un compte ? Connectez-vous ici.

Connectez-vous maintenant

×