Mise en page 1

57
Couleur océan
Golfe du Mexique
Vitesse des courants marins
Golfe du Mexique
Température à la surface des eaux
59
PORTFOLIO
Golfe du Mexique
Vitesse des courants marins
Golfe du Mexique
Température à la surface des eaux
PAROLE D’EXPERT
2 COULEUR OCÉAN
G É O G R A P H I E M AT H É M AT I Q U E S T E C H N O L O G I E S C I E N C E S P H Y S I Q U E S S C I E N C E S D E L A V I E E T D E L A T E R R E
LE GOLFE DU MEXIQUE, CHAUDRON OCÉANIQUE
Quand les couleurs révèlent les courants et la température de l’océan (© INRIA-CNRS/MOISE)
BIEN VU, BIEN LU
Couleur océan
Pour visualiser
les courants et
la température à la surface
de l’océan dans le golfe du
Mexique, ce modèle de
simulation numérique
européen fait appel au
traitement par fausses
couleurs. La gradation
des températures
ou de l’intensité
des courants est indiquée
sur une échelle allant
du bleu au rouge.
Ce traitement permet
aussi de mettre
en évidence
des structures
particulièrement
importantes, comme
des tourbillons
anticycloniques dont
les diamètres vont ici
de 100 à 400 km.
Ces deux documents cartographiques du golfe du Mexique sont le résultat
de calculs effectués par ordinateur. La carte de gauche met en évidence
la vitesse des courants marins. L’échelle des couleurs montre une variation
de 0 m/s à 1 m/s. Des flèches matérialisent cette vitesse (les espaces sans
flèches représentent un courant inférieur à 0,05 m/s). Dans la carte de
droite, le golfe du Mexique est représenté en fausses couleurs (du bleu au
rouge-orange). Issu des techniques de la thermographie, ce spectre permet
de visualiser les températures, échelonnées de 18 °C à 28 °C.
La carte des vitesses fait apparaître le courant équatorial atlantique,
qui pénètre dans le golfe par le canal du Yucatán entre la péninsule du
même nom (sud) et l’île de Cuba (sud-est). Ce courant chaud (26 °C) qui
jusque-là a suivi le trajet est-ouest des courants équatoriaux avant de
s’orienter plein nord, contourne Cuba et se dirige ensuite à grande vitesse,
5 km/h (la densité des petites flèches noires qui s’ajoutent aux couleurs
le souligne), vers le détroit de Floride entre les États-Unis et Cuba pour
enfin devenir le Gulf Stream. On remarque aussi qu’une part importante
de ce flux venu des Caraïbes va former un énorme tourbillon de 400 km
de diamètre à proximité ou au-dessus, selon les saisons, des plus grandes
profondeurs du golfe (– 3 810 m). Le reste de ce courant, venu du sud,
se disperse vers l’ouest et le nord du golfe où, au contact des eaux douces
plus froides venues du continent, il perd de sa vitesse, donc de sa chaleur.
Ainsi se créent des vortex secondaires dont les principaux se situent de part
et d’autre de l’embouchure du Rio Grande ●
Ces deux documents représentent respectivement la carte de la vitesse des courants et celle
de la température, à la surface de l’océan dans le golfe du Mexique. On reconnaît aisément,
en haut à droite, les contours de la Floride et, en bas à gauche, ceux de la péninsule du
Yucatán. Dans cet espace semi-ouvert, si l’on se réfère à la carte de gauche, l’échelle des
couleurs montre que la vitesse varie de 0 m/s à 1 m/s. L’indicateur des vitesses est matérialisé
par des flèches au-dessous de la carte, graduées de 0,05 m/s à 1,5 m/s (quand le courant est
inférieur au minimum, il n’y a pas de flèche). L’échelle de la carte de droite indique que la
température oscille entre 18 °C et 28 °C.
Ces images ne sont pas issues d’observations directes, mais sont le résultat d’une simulation
informatique réalisée avec NEMO (Nucleus for European Modelling of the Ocean), le modèle
numérique d’océan le plus utilisé en Europe (cf. sites http://www.locean-ipsl.upmc.fr/NEMO
ou http://www.insu.cnrs.fr/a2541,nemo-modele-ocean-europeen.html).
Les modèles numériques de l’océan résolvent sur ordinateur les équations de la dynamique
océanique, soit à l’échelle de l’océan mondial, soit sur des zones précises grâce à des techniques
de zoom. Ce type de calculs, qui requièrent en général une grande puissance informatique,
participent aux études de la circulation océanique et de son rôle dans le climat, ou encore
la prévision des courants marins (cf., par exemple, les sites web de Mercator-Ocean –
http://bulletin.mercator-ocean.fr/ – ou de Previmer – http://www.previmer.org/
presentation/prochaines_evolutions). La résolution du modèle est ici de l’ordre de 10 km,
ce qui permet de simuler la circulation générale dans le golfe du Mexique, mais sans avoir tous
les détails liés aux nombreuses îles. Un courant issu de la zone intertropicale (poussé par les
alizés) apporte de l’eau chaude par le détroit du Yucatán. Ce courant pénètre plus ou moins
profondément dans le golfe, et forme une boucle (loop current en anglais), qui va ressortir au
nord en longeant la Floride : c’est le Gulf Stream (littéralement « courant du golfe ») qui va
continuer ensuite sa course dans l’Atlantique nord. On remarque plusieurs tourbillons
anticycloniques, de diamètres allant de 100 à 400 km, qui se forment par détachement de
méandres du courant (le plus gros, au centre de l’image de gauche, est en train de finir de se
détacher). La répartition des masses d’eau joue un rôle important dans la dynamique des
cyclones, fréquents dans cette région. Les masses d’air interagissent en effet avec les eaux
de surface, et peuvent « pomper » de la chaleur à l’océan pour alimenter la force du cyclone.
DANS LES PROGRAMMES
ÉCOLE/COLLÈGE
Collège
Histoire-géographie
• Les grands domaines climatiques et biogéographiques
• Les sociétés face aux risques. Les excès climatiques.
Thème de convergence : météorologie et climatologie
• Physique-chimie : expérimenter et comprendre
les phénomènes liés à la météorologie.
• Technologie : étude des instruments de mesure.
• Sciences de la vie et de la Terre : l’influence du climat
sur les modifications du milieu.
Cycle 3
• Les principales zones climatiques
et océans.
• Sciences expérimentales et technologie :
le ciel et la Terre.
• Deuxième palier du Socle commun :
maîtrise des compétences dans divers
domaines scientifiques.
Retrouvez et téléchargez toutes les images du Portfolio pour votre classe sur le site www.docsciences.fr