Océanographie générale Master AQA Olivier Marti olivier.

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1 Océanographie générale Master AQA Olivier Marti olivier. marti@lsce
Océanographie générale Master AQA Olivier Marti

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3 Echelles de temps Milankovitch cycles 10,000yr 1000yr 100yr 10yr 1yr
1mon 1wk 1d 1hr 1min 1sec 0.1sec Global warming Rossby waves El Niño Coastal upwelling Eddies and fronts Barotropic variability Mesoscale and shorter scales Physical-biological interaction Internal waves and inertial motion Internal tides Surface tides Vertical turbulent mixing Surface gravity waves Molecular processes Capillary Waves 1mm 1cm 10cm 1m 10m 100m 1km 10km 100km 1000km 104km 105km

4 Le système climatique Echanges de carbone CO2, CH4, O3 1 mois-109 ans
Pôle Equateur Calotte ans Lithosphère ans Biosphère 1mois -100 ans 1mois -10ans Océan ans Atmosphère 1 jour - 10 ans Echanges d’énergie H20 Echanges d’eau Glace 1 mois - 10 ans

5 Redistribution latitudinale de la chaleur par l’atmosphère et l’océan
Rayonnement au sommet de l’atmosphère (satellite ERBE : Earth Radiation Budget Experiment) Transports de chaleurs : Bleu : transport total déduit du rayonnement au sommet (ERBE) Vert : transport atmosphérique (mesures météorologique) Rouge : transport océanique (par différence des deux précédent). Unité : 1 PW : 1015 W

6 Convection forcée par le bas

7 Circulation atmosphérique (sans Coriolis)

8 Circulation atmosphérique (en vrai)

9 Convection océanique ? ?

10 Température de surface de la mer (moyenne annuelle)

11 Salinité de surface (moyenne annuelle)

12 Précipitation (moyenne annuelle)

13 Topographie dynamique : Topex-Poseidon

14 Courants de surface

15 Les mesures instrumentales
Janvier 1875 Janvier 1975

16 Mesure instrumentales

17 Mesures instrumentales

18 Température océanique coupe le long de l’équateur
Océan Indien Océan Pacifique Océan Atlantique

19 Température océanique: coupe méridienne Moyenne zonale (par bande de latitude)

20 Salinité: coupe méridienne (moyenne zonale)

21 Maximum de la couche de mélange

22 Couche de mélange

23 Circulation des mers nordiques

24 La « conveyor belt » en Atlantique
Zones de convection Gyre subpolaire Section 25°N Couverture de glace hivernale Courant de retour profond

25 La « conveyor belt » mondiale

26 Coupe schématique de l’Atlantique

27 Global conveyor belt

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29 Composition de l’eau de mer

30 Composition de l’eau de mer
Principaux sels dissous pour une eau de mer de salinité 35 g/L g/kg mol/kg Chlore (Cl-) 19, ,54586 Sulfate (SO42-) 2, ,02824 Bicarbonate (HCO3-) 0, ,00177 Brome (Br-) 0, ,00084 Carbonate (CO32-) 0, ,00026 Fluor (F-) 0, ,00007 Hydroxyde (OH-) 0, ,00001 Cations g/kg mol/kg Sodium (Na+) 10, ,46906 Magnésium (Mg2+) 1, ,05282 Calcium (Ca2+) 0, ,01028 Potassium (K+) 0, ,01021 Strontium (Sr2+) 0, ,00009 Autres molécules Eau (H2O) ,6 Acide borique (B(OH)3) 0, ,00032 Tetrahydroxyborate (B(OH)4-) 0, ,00010 CO2 0, ,00001

31 Profils T, S et densité : exemple type

32 Comparaison entre différentes régions

33 Variation saisonnière : exemple de la mer Méditerranée

34 Mélange de masse d’eau Mélange de 2 masses d'eau

35 Mélange de masse d’eau Mélange de 3 masses d'eau

36 Diagramme Température-Salinité
Mélange de deux masses d’eau, A et B, pour former la masse d’eau C. La densité de C est supérieure à celle de A comme de B.

37 Exemple de diagramme T-S observé
AABW : Antarctic Bottom Water NADW : North Atlantic Deep Water AAIW : Antarctic Intermediate Water Exemple de diagramme T-S observé de 150 m à 5000 m, à 9°S dans l’Atlantique. Les points représentent des échantillons mesurés. Les carrés rouges sont les principales masses d’eau de l’Atlantique.

38 Caractérisation des eaux méditerranéennes en Atlantique

39 Utilisation des traceurs
Concentration des CFC-11 le long de l'isopycne en 1983 (Weiss et al. 1985)

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41 Chlorofluorocarbone CFC-11 Moyenne zonale

42 Chlorofluorocarbone CFC-11 Moyenne zonale

43 Radiocarbone 14C Moyenne zonale

44 Radiocarbone 14C Moyenne zonale

45 Concentration en CFC-11 Beismann & Redler 2001 2000m de profondeur

46 Age CFC, Zhao et al. 2004

47 14C age of natural radiocarbon on the 3500 m
14C age of natural radiocarbon on the 3500 m. Contours are 100 years apart.

48 Les flux atmosphère - océan

49 Tensions de vent

50 Flux radiatifs

51 Flux turbulents

52 Flux net

53 Bilan énergétique de la Terre

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55 Couche de mélange

56 La spirale d’Ekman

57 Le pompage d’Ekman

58 Tension de vent, moyenne annuelle (Hellerman & Rosenstein)

59 Courants de surface

60 Vent côtier et upwelling