Sophie  BELKATIR, Carole COUTENS, Nathalie RONDEAU

PROCESSUS NATURELS

Question:Muse Maia Bio Hacking Baskets Wn's f7yb6gYv           Comment se mettent en place les courants marins?

Question :          Comment s’organise la circulation océanique modèle du tapis roulant ?

Question:           Quel rôle jouent les glaciers dans le climat terrestre actuel ?Femme Asics 3 Bleu Pursue Rose Noir Gel sxhCtrdQ

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La température

La salinité Jordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdr

La densitéTrainer Velours Gel Evo Noir Baskets Olive Kayano Asics Homme 44 0vOywmNnP8

B.      Structure verticale des températures, de la salinité et de la densité des océans

La température

La salinité

La densitéNike Pour FemmesHommesAcheter Chaussures Pour Pour Chaussures FemmesHommesAcheter Nike FemmesHommesAcheter Nike Chaussures N0nwvm8

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C.      Mécanisme  de la circulation thermohaline

Plongée des eaux au niveau de l'Atlantique Nord

Plongée des eaux au niveau de l'Antarctique

Schéma de principe – circulation thermohalineNike Sport Et Prix Chaussures Pas Cher Achat Go QCoeWBdrx

D.      Schéma global du tapis roulantJordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdr

E.     Circulation océanique et climat

 

Circulation thermohaline océanique

La circulation océanique résulte du transfert de chaleurDisruptor Baskets Baskets Baskets Fila Disruptor Fila BlanchesBrodées Fila BlanchesBrodées BlanchesBrodées Baskets Disruptor Rq4c35LSAj de l’équateur vers le pôle. La capacité de diffusion de chaleur de l’eau est beaucoup trop faible pour la quantité d’énergie à transférer. Ce transfert de chaleur se fera donc via à grande échelle par convection de l'eau des océans, mise en œuvre par les différences de salinité et de température selon les régions du globe. Elle est aussi appelée circulation thermohaline.

 A.      Température, salinité et densité de surface des océans

La température

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L’énergie apportée en surface décroît de l’équateur vers les pôles à cause de la courbure de la Terre.

On note cependant au niveau de l’équateur une température de surface plus faible que sous les tropiques. Celle-ci traduit une remontée d’eau froide (upwelling équatorial), voir pus loin.

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Températures de surface (°C), moyennes annuelles

http://iridl.ldeo.columbia.eduhttp://lecalve.univ-tln.fr/oceano/figures/fig41.htm

 

Différences de température entre été et hiver

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La salinité

La salinité de l'eau dépend de deux facteurs principaux : la température (évaporation) et la pluviométrie. Plus l'évaporation est forte et la pluviométrie faible, plus la salinité de l'eau est élevée et inversement. Une particularité importante de l'océan Atlantique est le déversement de la Méditerranée, très salée, au niveau du détroit de Gibraltar dans les eaux océaniques. Ceci contribue à la salinité très élevée de l'Atlantique Nord par rapport aux autres régions du monde.

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Salinité des eaux de surface du globe

http://iridl.ldeo.columbia.eduhttp://lecalve.univ-tln.fr/oceano/figures/fig41.htm

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La densité

Il en résulte que la densité de l’eau en surface augmente de l’équateur vers les pôles. En Arctique, la densité de surface varie avec la quantité de glace de la banquise. En gelant, l’eau liquide s’enrichit en sel par soustraction de la quantité de glace formée, quasi douce. Les zones où la densité est la plus forte sont les plus intéressantes puisque c’est à ce niveau que va pouvoir avoir lieu un mouvement vertical (plongement) des masses d’eau. 

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:WOA05_sea-surf_DEN_AYool.png

Figure 4 : Densité en surface, moyennes annuelles

La densité est définie ici comme la masse volumique (en kg/m3) moins 1000.

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Source : http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/figures/fig47.htm

B.      Structure verticale des températures, de la salinité et de la densité des océansJordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdr

Structure verticale de l'océan

Mixed layer

L’état et la composition de la tranche supérieure de l’océan sont largement gouvernés par les conditions régnant dans l’atmosphère sus-jacentPebble»Kaki Baskets Puma Baskets Baskets «heart «heart Puma Pebble»Kaki UVqMSpzG. L’influence de l’atmosphère, température-insolation, évaporation-pluviosité, vents-vagues, gouverne les échanges entre les deux réservoirs et se fait sentir jusqu’à une profondeur (variable) de quelques centaines de mètres. Tranche brassée de l’océan ou surface « Mixed Layer » (ML), elle est relativement homogène et peut donc être définie via 1 seul paramètre, comme étant la tranche dont la température est égale à celle mesurée à 10m de profondeur ± 0.2°C. EnfantBasketsVêtements Et AccessoiresCourir AccessoiresCourir Et Et EnfantBasketsVêtements Et EnfantBasketsVêtements AccessoiresCourir AccessoiresCourir Et EnfantBasketsVêtements EnfantBasketsVêtements mN80wn

Schematic of processes operating at the air-sea interface and in the upper ocean mixed layer. (Illustration from Jayne Doucette, Woods Hole Oceanographic Institution)

http://www.ifremer.fr/cerweb/deboyer/mld/Surface_Mixed_Layer_Depth.php

 

 

 

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La Température 

 La couche d'eau à la surface de l’océan est en contact avec l’atmosphère et est mélangée par l’action du vent. La diminution rapide de la température en dessous de cette couche est associée à la thermocline ou pycnocline (variation rapide de la densité). L’océan profond occupe la plus grande partie de l’océan mondial et est en contact direct avec l’atmosphère qu’en des régions très localisées aux hautes latitudes (pôles).

On remarque également, dans les régions polaires, que la température passe par un minimum provoqué par la formation de la banquise et la disparition de la thermocline(le processus de cristallisation refroidit l’eau et augmente sa densité/ la formation de glace entraîne l’extraction de l’eau douce ce qui augmente la salinité et donc la densité) ce qui permet un brassage vertical des eaux aux hautes latitudes. Au contraire dans une zone où ces couches sont très marquées (stratification de l’océan), ce brassage ne pourra pas avoir lieu.

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Moyennes annuelles des températures en fonction de la profondeur.

(a) région polaire, (b) région tempérée, (c) région tropicale

Source : http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/fiches/fiche4D.htmPuma We X Brooklyn Chaussure Dessin Go HardSketchbook tshQxCrd

 

Les températures varient donc beaucoup en fonction de la profondeur et de la latitude, etc. De manière générale, plus on est en profondeur et plus on se situe vers les pôles, plus la température de l'eau des océans est basse.

Coupe Sud (à gauche) – Nord de l’atlantique

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http://www.soes.soton.ac.uk/teaching/courses/oa631/plots/plot_20w.jpg

 

Coupe des températures – Océans Atlantique et Pacifique

http://www.astr.ucl.ac.be/textbook/chapter1_node12.html

 

Il y a certaines régions où ce constat à nuancer, comme au niveau de l'équateur, où les eaux des profondeurs remontent en surface. En effet, l'upwelling équatorial lié aux Alizées permet la remontée des eaux froides des profondeurs plus en surface où elles sont réchauffées et vont ensuite alimenter les courants chauds de surface.

Upwelling équatorialDjcmve France De Puma Rihanna 8kqkp Basket Chaussure Creepers Suede 2DEHIW9

Sur cette carte de température de surface, les eaux froides qui correspondent à l’upwelling équatorial sont en bleu

http://www.amma-international.org/spip.php?article508

 

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La Salinité

Moyennes annuelles de la salinité en fonction de la profondeur.

(a)    région polaire, (b) région tempérée, (c) région tropicale

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Source : http://lecalve.univ-tln.fr/oceano/fiches/fiche4D.htm

Ainsi, au niveau des pôles où l'évaporation est faible et la pluviométrie importante, la salinité est relativement peu élevée.

Salinité – Océan Atlantique

Coupe Sud (à gauche) – Nord de l’atlantique

Noter l’impact du courant sortant de la Méditerranée vers 1000m à 40° Nord

http://www.soes.soton.ac.uk/teaching/courses/oa631/plots/plot_20w.jpg

 

La  Densité

Si l’on étudie l’évolution de la densité avec la profondeur, on constate que les eaux les plus profondes ont la densité la plus élevée. De plus, dans les régions équatoriales et tropicales, il y a une couche pycnocline (similaire à la couche thermocline) où la densité augmente rapidement. Celle-ci n’existe pas dans les zones froides puisque l’inversion de densité induit le plongement des eaux de surface.

Moyennes annuelles des densités en fonction de la profondeur.

(a) région polaire, (b) région tempérée, (c) région tropicale

 

C.      Mécanisme  de la circulation thermohalineJordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdr

 

                La température et la salinité de l'eau, en en modifiant la masse volumique, permettent à des masses d'eaux de monter ou descendre selon les régions.

De manière générale on a les phénomènes suivants :

-         Au niveau des pôles, les eaux ont une salinité supérieure à la moyenne, notamment au niveau de l'Atlantique Nord (apport de sel par les courants ayant longé la Méditerranée et lors de la formation de la banquise qui laisse de côté les cristaux de sel en se solidifiant). La thermocline remonte alors, mettant en contact les couches d'eaux profondes de l'océan avec l'atmosphère. Elles échangent leur chaleur avec celle-ci, se refroidissant.

 On a donc un phénomène de plongée d'eau froide et dense au niveau des pôles, qui viennent alimenter les courants profonds des océans.

Plongée des eaux au niveau de l'Atlantique Nord

Ce brassage se fait principalement dans l’Atlantique Nord, en mer de Norvège et à moindre mesure en mer du Labrador et mer du Groënland. En effet, dans cette zone, l’eau du Gulf Stream, déjà saléeJordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdr (salinité=35,25 ‰) se refroidit, la formation de glace augmente aussi la salinité. L’eau de surface devient donc plus dense et va plonger. Elle peut plonger jusqu’à plus de 3000 m.

Une part essentielle de ce courant, déjà partiellement refroidi (transmission de chaleur à l’air par évaporation), vient buter sur les fonds élevés du seuil islandais (<2000m, voir figure5) et s’écoule au fond de l’Atlantique.

On ne trouve pas de phénomène similaire dans le Pacifique car il est moins salé que l’Atlantique. La salinité de l’Atlantique provient de l’évaporation mais aussi du déversement d’eau salée de la mer Méditerranée. En outre la latitude maximale du Pacifique Nord ne dépasse guerre 60° et cet ocean est quasi fermé à l’océan Arctique, à l’exception du détroit de Bering.

Plongée des eaux au niveau de l'Antarctique

Au niveau de l’Antarctique, il y a également formation d’eau profonde, en mer de Weddell et en mer de Ross.

Carte de l’Antarctique

Source : Jordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdrhttp://www.e-voyageur.com/images/carte/carte-antarctique.png

Le vent soufflant de l’intérieur de l’Antarctique vers la mer, il découvre une partie d’eau de mer, engendrant des upwellings côtiers. Au contact de l’air froid, cette eau se refroidit. De plus, comme en Arctique, lorsque de la glace se forme l’eau résiduelle devient plus salée et  à cela s’ajoute un refroidissement dû à la cristallisation (chaleur latente de cristallisation). Elle plonge donc vers le fond des océans.

La combinaison des phénomènes en ces deux points du globe permet la mise en place de la circulation profonde.

Il est à noter que le même type de circulation se produit dans les lacs soumis à des hivers rigoureux, dans lesquels  se produit aussi une inversion de densité en hiver. Celle-ci provoque le brassage vertical des eaux du lac, donc l’oxygénation des eaux profondes, limitant ainsi l’eutrophisation du lac, caractéristique des masses d’eau stratifiées.

Circulation profonde vue depuis l'océan Austral

Les zones de plongée de l'eau sont très localisées : mer de Weddell pour l'Antarctique, Mer de Norvège, Mer du Labrador et Mer du Groenland pour l'Arctique.

 Schéma de principe – circulation thermohalineJordan De Fitness Homme 7Chaussures Hydro Qtshdr

On a donc le schéma global suivant de la circulation thermohaline :

On voit clairement ici l'importance de la remontée de la thermocline sous les hautes latitudes (refroidissement des températures), qui permet la mise en contact des eaux profondes avec l'atmosphère, leur refroidissement et l'augmentation de leur salinité (formation de la banquise en surface par exemple), moteurs de leur plongée vers les couches profondes de l'océan.

 

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D.      Schéma global du tapis roulant

 Les courants parcourant les océans se répartissent en courants de profondeur et de surface, plus ou moins séparés par la thermocline, et au final se met en place un cycle des eaux océaniques qui représente environ un millier d'années, que l'on appelle le modèle du tapis Roulant.

Partons depuis les basses latitudes nord de l’Atlantique où le Gulf Steam prend naissance sous l’effet combiné des alizés et du transport d’Ekman. La forte évaporation tropicale fait que ce courant chaud de surface est fortement salé. En traversant l’Atlantique-Nord, il rencontre le courant froid du Labrador qui descend d’Islande et du Canada qui plonge sous le Gulf Stream. La force du Gulf Stream, souvent évoquée dans les média, dépend donc directement de ce mélange. En temps ordinaire, le Gulf Stream remonte jusqu’à la latitude de la Norvège au moins. Les eaux, encore salées du Gulf Stream sont là-bas rapidement refroidie (vents froids) et la formation de la banquise, en particulier en hiver accroît leur salinité (cristallisation) ; elles deviennent donc très denses et plongent vers le fond de la mer et retournent au fond en direction du sud tout au long de l’Atlantique. La circulation profonde circum-Antarctique à travers l’étroit passage du Drake entre Antarctique et Amérique du Sud impose aux eaux profondes arrivant de l’Atlantique Sud de prendre la direction de l’océan Indien où elles ressurgissent en surface puis font chemin arrière. Le retour en surface de cette boucle est réalisée par les eaux chaudes qui vont se refroidir au nord de l’Atlantique et qui vont boucler la boucle.

http://www.eoearth.org/article/Antarctic_Bottom_Water?topic=49523

 

E.     Circulation océanique et climat

 

                Une des questions cruciales à l'heure du réchauffement climatique est l'impact réel de cette circulation océanique sur le climat terrestre. On a longtemps considéré qu'elle était le principal régulateur du climat par exemple en Europe occidentale avec le Gulf Stream, mais les études récentes ont nuancé cet impact par rapport à celui de phénomènes atmosphériques (notamment apport d'air océanique doux pendant l'hiver vers les côtes européennes).