Océanographie dynamique

Niveau : M1
Semestre : S1, ECTS : 3
Responsable : Bruno Deremble
Autres enseignants : J. Vialard

 

Type d’enseignement : cours / TD + un TP sur machine de 3h
Volume horaire : 30h cours/TD
Modalités de contrôle des connaissances : Examen écrit

 

Ce cours d’introduction à la dynamique de l’océan et à la circulation océanique s’intéresse aux phénomènes de grande échelle (au-delà de la dizaine de kilomètres) et à basse fréquence (au-delà de quelques jours): on ne parlera pas de marées, de vagues scélérates, ni de tsunamis. Il s’agira dans un premier temps d’étudier la distribution tridimensionnelle moyenne des principales variables physiques océaniques (la température, la salinité, et les courants), et dans un second temps la variabilité autour de cet état moyen, principalement celle de la température de surface océanique, en raison de son influence sur l’atmosphère.

 

Partie 1: Dynamique de la circulation océanique

 

La distribution globale de température, salinité et courants sera revue à la lumière des équilibres géostrophiques et du vent thermique dans l’océan. Puis, on étudiera l’influence du vent de surface à l’aide d’un modèle simple (transport d’Ekman) et ses conséquences sur la circulation de grande échelle (transport de Sverdrup), de même que les principes physiques des premiers modèles de gyre subtropicale (Stommel, Munk). On fera ensuite l’étude des tourbillons océaniques de méso-échelle et des instabilités baroclines. On terminera par l’étude de la circulation thermohaline et de la variabilité de la circulation verticale méridionale dans l’océan Atlantique.

 

Partie 2: Processus responsables de la variabilité de la température de l’océan superficiel

 

La température de surface de l’océan a une influence considérable sur l’atmosphère, sur une large gamme d’échelles de temps. Nous présenterons d’abord une méthode d’analyse statistique de la variabilité de la température de surface. Nous dériverons ensuite l’équation qui gouverne la température de surface de l’océan, et détaillerons les trois principaux processus qui peuvent l’influencer la température de l’océan (flux air-mer, advection latérale, échanges avec la sub-surface), en les illustrant dans le cadre de phénomènes précis (e.g. réponse océanique à un cyclone, à l’oscillation de Madden Julian, phénomène El Niño, variabilité décennale de l’océan superficiel aux moyennes latitudes).