TD de Dynamique externe. La circulation atmosphérique Question 1 : Moteur de la circulation atmosphérique.

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1 TD de Dynamique externe

2 La circulation atmosphérique Question 1 : Moteur de la circulation atmosphérique

3 La circulation atmosphérique Question 1 : Moteur de la circulation atmosphérique L’insolation dépend essentiellement de l’angle selon lequel les rayons solaires atteignent la surface de la Terre. Une même quantité de rayonnement se répartit sur une plus grande surface aux hautes latitudes (à proximité des pôles) qu’à l’équateur.

4 La circulation atmosphérique Question 1 : Moteur de la circulation atmosphérique

5 La circulation atmosphérique Question 1 : Moteur de la circulation atmosphérique Le déséquilibre thermique entre l’équateur et les pôles se traduit par un déplacement des masses d’air à l’origine de la circulation atmosphérique.

6 La circulation atmosphérique Question 2 : Profil Equateur-Pôle

7 La circulation atmosphérique Question 2 : Profil Equateur-Pôle

8 La circulation atmosphérique Question 2 : Profil Equateur-Pôle

9 La circulation atmosphérique Question 3 : Génération des vents à la surface

10 La circulation atmosphérique Question 3 : Génération des vents à la surface 0° 30° 60° 90° Hémisphère Nord

11 La circulation atmosphérique Question 3 : Génération des vents à la surface 0° 30° 60° 90° Hémisphère Nord

12 La circulation atmosphérique Question 3 : Génération des vents à la surface 0° 30° 60° 90° Hémisphère Nord Déplacement des vents par la force de Coriolis A droite dans l’hémisphère Nord / A gauche dans l’hémisphère Sud

13 La circulation océanique de surface Question 1 : Facteurs contrôlant la circulation océanique

14 La circulation océanique de surface Question 1 : Facteurs contrôlant la circulation océanique Les deux principaux moteurs de la circulation océanique sont l’ action des vents et la densité (en relation avec la température et la salinité des eaux : circulation thermohaline). Comme pour les vents, les mouvements généraux des eaux sont déviés par la force de Coriolis.

15 La circulation océanique de surface Question 2 : Courants de surface de l’Atlantique Nord

16 La circulation océanique de surface Question 2 : Courants de surface de l’Atlantique Nord

17 La circulation océanique profonde Question 1 : Formation des eaux profondes

18 La circulation océanique profonde Question 1 : Formation des eaux profondes

19 La circulation océanique profonde Question 1 : Formation des eaux profondes La baisse de température et la piégeage d’eau douce par les glaces augmentent la densité de l’eau qui plonge.

20 La circulation océanique profonde Question 2 : Orientation générale de la circulation

21 La circulation océanique profonde Question 2 : Orientation générale de la circulation L’orientation est essentiellement méridienne (axée Nord-Sud)

22 La circulation océanique profonde Question 2 : Orientation générale de la circulation L’orientation est essentiellement méridienne (axée Nord-Sud)

23 La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation v = d/t

24 La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation 58°N 52°S d = ?

25 La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation 58°N 52°S d = ? 1° = 2 п*6378/360 = 111 km

26 d = ? 1° = 2 п*6378/360 = 111 km D’où d = (58+52) * 111 = 12210 km La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation 58°N 52°S

27 t = ? La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation

28 t = ? t = 500-100 = 400 ans La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation

29 Donc v = 12210/400 v = 30,525 km/an v = 1 mm/s La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation

30 La vitesse des eaux de surface est de l’ordre du cm/s. La vitesse des eaux profondes est donc extrêmement faible par rapport aux courants superficiels. La circulation océanique profonde Question 3 : Calcul de la vitesse de la circulation

31 La circulation océanique profonde Question 4 : Temps de la circulation globale

32 La circulation océanique profonde Question 4 : Temps de la circulation globale Les masses d’eau vont mettre 1750 ans pour aller de l’Atlantique nord au Pacifique nord, le retour de ces masses d’eau sera assuré par les courants de surface et on estime la durée du retour à environ 250 ans. Une boucle de circulation globale nécessite donc environ 2000 ans.

33 Productivité primaire Question 1 : Distribution de la productivité

34 Productivité primaire Question 1 : Distribution de la productivité zones de haute productivité primaire : -à l’embouchure des grands fleuves -le long de deux bandes péri-polaires et d’une bande péri-équatoriale -sur la côte ouest des continents américain et africain.

35 Productivité primaire Question 2 : Lien avec la circulation océanique Ces zones de fortes productivités sont le résultat d’upwelling.

36 Productivité primaire Question 2 : Lien avec la circulation océanique Les vents poussent l’eau en surface, ce qui provoque la remontée d’eau profonde. On retrouve les upwelling au niveau de l’équateur, des côtes Ouest et du courant circumpolaire.

37 Distribution des sédiments océaniques Question 1 : Lien Sédiments-Profondeur

38 Distribution des sédiments océaniques Question 1 : Lien Sédiments-Profondeur Répartition méridienne en Atlantique : Carbonates à la dorsale, puis argile rouge en augmentant la profondeur. Puis sédiments terrigène près des côtes.

39 Distribution des sédiments océaniques Question 2 : Lien Sédiments-Productivité

40 Distribution des sédiments océaniques Question 2 : Lien Sédiments-Productivité Pour le Pacifique : les 3 ceintures de haute productivité primaire correspondent à des sédiments siliceux. On retrouve également les sédiments terrigènes associés aux zones de haute productivité. Les zones de faible productivité correspondent à des carbonates et/ou à des argiles rouges.

41 Distribution des sédiments océaniques Question 2 : Lien Sédiments-Productivité Pour le Pacifique : les 3 ceintures de haute productivité primaire correspondent à des sédiments siliceux. On retrouve également les sédiments terrigènes associés aux zones de haute productivité. Les zones de faible productivité correspondent à des carbonates et/ou à des argiles rouges. Pour l’Océan Indien : Idem pour les terrigènes (Abondants au niveau des cônes sous- marins du Gange et de l’Indus). On retrouve la ceinture équatoriale siliceuse.

42 Distribution des sédiments océaniques Question 2 : Lien Sédiments-Productivité Pour le Pacifique : les 3 ceintures de haute productivité primaire correspondent à des sédiments siliceux. On retrouve également les sédiments terrigènes associés aux zones de haute productivité. Les zones de faible productivité correspondent à des carbonates et/ou à des argiles rouges. Pour l’Océan Indien : Idem pour les terrigènes (Abondants au niveau des cônes sous- marins du Gange et de l’Indus). On retrouve la ceinture équatoriale siliceuse. D’un point de vue général : Les zones de forte productivité primaire correspondent aux sédiments siliceux. Les zones de faible productivité primaire correspondent aux sédiments carbonatés.

43 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans L’ Océan Atlantique : Sédiments principalement contrôlée par la bathymétrie.

44 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans L’ Océan Atlantique : Sédiments principalement contrôlée par la bathymétrie. A l’opposé, le Pacifique et l’ Océan Indien : Contrôle climatique et courantologique avec le développement d’une zonation latitudinale de ceintures de haute productivité siliceuse : - une ceinture à radiolaires en zone équatoriale. - 2 ceintures à diatomées en position péripolaire nord et sud.

45 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans Cas particuliers :

46 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans Cas particuliers : - dans l’ Océan Indien, les sédiments carbonatés coupent la ceinture équatoriale siliceuse, en raison de la présence de la dorsale (i.e. plus faible profondeur).

47 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans Cas particuliers : - dans l’ Océan Indien, les sédiments carbonatés coupent la ceinture équatoriale siliceuse, en raison de la présence de la dorsale (i.e. plus faible profondeur). - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture siliceuse équatoriale n’est pas marquée au niveau de l’Atlantique du fait de la moindre sous saturation des eaux vis-à- vis du CaCO 3 et de la relativement faible profondeur du bassin.

48 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans Cas particuliers : - dans l’ Océan Indien, les sédiments carbonatés coupent la ceinture équatoriale siliceuse, en raison de la présence de la dorsale (i.e. plus faible profondeur). - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture siliceuse équatoriale n’est pas marquée au niveau de l’Atlantique du fait de la moindre sous saturation des eaux vis-à- vis du CaCO 3 et de la relativement faible profondeur du bassin. - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture péripolaire à Diatomées n’est pas marquée au Nord, sans doute en raison d’une dilution importante par les sédiments terrigènes.

49 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans Cas particuliers : - dans l’ Océan Indien, les sédiments carbonatés coupent la ceinture équatoriale siliceuse, en raison de la présence de la dorsale (i.e. plus faible profondeur). - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture siliceuse équatoriale n’est pas marquée au niveau de l’Atlantique du fait de la moindre sous saturation des eaux vis-à- vis du CaCO 3 et de la relativement faible profondeur du bassin. - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture péripolaire à Diatomées n’est pas marquée au Nord, sans doute en raison d’une dilution importante par les sédiments terrigènes. - dans l’ Océan Pacifique, la sédimentation terrigène est réduite car l’essentiel des fleuves sont présents dans l’Atlantique ou l’Océan Indien.

50 Distribution des sédiments océaniques Question 3 : Différences entres les océans Cas particuliers : - dans l’ Océan Indien, les sédiments carbonatés coupent la ceinture équatoriale siliceuse, en raison de la présence de la dorsale (i.e. plus faible profondeur). - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture siliceuse équatoriale n’est pas marquée au niveau de l’Atlantique du fait de la moindre sous saturation des eaux vis-à- vis du CaCO 3 et de la relativement faible profondeur du bassin. - dans l’ Océan Atlantique, la ceinture péripolaire à Diatomées n’est pas marquée au Nord, sans doute en raison d’une dilution importante par les sédiments terrigènes. - dans l’ Océan Pacifique, la sédimentation terrigène est réduite car l’essentiel des fleuves sont présents dans l’Atlantique ou l’Océan Indien. - dans l’ Océan Pacifique, l’absence de dorsale et l’âge ancien (importante subsidence) du Pacifique Nord explique que les sédiments soient principalement représentés par des argiles rouges. La sédimentation carbonatée est confinée sur les hauts fonds représentés par les alignements de points chauds (Hawaï – Chaîne de l’Empereur).