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Ondes "planétaires" : petites amplitudes, grands effets

Image du mois - mai 2002

Si les grands courants sont d'une importance capitale, des phénomènes a priori plus discrets influencent aussi l'océan et le climat. Des ondes "planétaires" traversent les océans le long des parallèles, d'est en ouest (ondes de Rossby), ou inversement (ondes de Kelvin), interagissant avec la circulation océanique générale. Ces ondes, transportant chaleur et énergie d'une rive à l'autre, provoquent ainsi une intensification de courants comme le Gulf Stream ou le Kuroshio. De plus, elles peuvent se réfléchir sur les continents et repartir dans l'autre sens, ou bien longer les côtes. Ces ondes et leurs réflexions jouent en particulier un rôle capital dans le phénomène El Niño.

Carte d'anomalies de hauteur de mer, à gauche, et diagramme longitude-temps à droite (le temps est indiqué en cycle de Topex/Poséidon). De tels diagrammes mettent en évidence les variations au cours du temps de la hauteur de mer le long d'un parallèle ; l'élévation présente à 90°E au cycle 20 (en jaune) se trouve environ 3 mois (10 cycles) plus tard à 85°E, 6 mois plus tard à 80°E, et ainsi de suite : le déplacement vers l'ouest de cette élévation est visible sur le diagramme sous forme d'une droite inclinée. Une autre élévation suit le même chemin avec un décalage de 3 mois, créant une droite parallèle. (Crédits Southampton Oceanography Center).

Les ondes de Rossby, prédites par la théorie depuis plus de 50 ans, n'ont pu être observées qu'avec l'arrivée des satellites altimétriques. Leur faible amplitude (quelques centimètres), leur étendue (un bassin océanique) et leur vitesse (quelques kilomètres par jour - elles mettent plusieurs années à traverser le Pacifique à 30° de latitude) les rendent en effet à peu près impossibles à repérer sur des mesures in-situ. Maintenant que l'on sait ce que l'on cherche, on arrive à les voir également sur d'autres types de mesures par satellite. L'altimétrie de très haute précision est et reste cependant le meilleur moyen pour les détecter. On observe ces ondes en regardant une série de cartes prises à intervalle régulier, ou, de façon plus frappante, dans des diagrammes longitude-temps. Ces diagrammes montrent, à une latitude donnée, l'évolution dans le temps et sur l'axe est-ouest des variations de la hauteur de la mer. Les ondes océaniques y sont visibles sous forme de séries de droites.

Comparaison entre diagrammes longitude-temps issus de trois capteurs différents (altimètre, couleur de l'eau, température de surface). (Credits Southampton Oceanography Center).

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