Dynamique des fluides géophysiques

Mots Clés : Fluides en rotation et stratifiés, océan, atmosphère, équilibres planétaires
Prérequis : Bases en mécanique des fluides mais non nécessaires

Ce cours introduit les bases de la dynamique des fluides en rotation rapide et stratifiés. Il pose les bases physiques pour appréhender quantitativement des écoulements tels que ceux de l’atmosphère terrestre ou d’autres planètes et de l’océan, en introduisant la dynamique des traceurs impliquées dans la circulation thermohaline océanique et l’effet de serre, la thermodynamique appliquée aux fluides, les effets de la stratification en passant par des phénomènes ondulatoires tels que les ondes de gravité externe, c’est à dire aux vagues de surfaces et aux ondes de marées.  Les ondes internes seront aussi introduites ainsi que leur relation avec la météorologie de montagne et les brises de mer.  Aux plus grandes échelles, les effets d’interaction entre rotation et stratification seront étudiés, ce qui amènera à dériver des relations tels que la géostrophie et le vent thermique qui sont les équilibres fondamentaux (à l’ordre zéro) de la dynamique de l’océan et de l’atmosphère. Ce cours dérivera aussi les équations du mouvement sur la sphère, ce qui amènera à introduire le concept de moment cinétique essentiel pour expliquer la structure des vents de grande échelle dans l’atmosphère.