Dossier : Climat  
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Les interactions océan - atmosphère

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Les ordres de grandeurs
Ce sont des processus de petite échelle, qui affectent principalement les couches limites atmosphérique (CLA) et océanique (CMO), mais contribuent au transport d'énergie au delà. Les propriétés thermodynamiques très différentes de l’atmosphère et de l’océan (capacité calorifique, en particulier) introduisent une forte dissymétrie dans la réponse d’un milieu au forçage de l’autre : en première approximation, on étudie la réponse de l’océan au forçage atmosphérique (éventuellement de forte intensité, mais rapidement variable dans le temps), et on néglige l’impact des variations horizontales et temporelles de l’océan superficiel sur l’atmosphère. C’est pourtant ce couplage dans son ensemble, incluant la modification de l’état de la surface de la mer, qu’il faut comprendre et représenter dans des modèles numériques.

Commentaires de la figure
Les flux de chaleur sensible et latente (H et E) sont maximaux sur les courants chauds (Gulf Stream, Kuro Shio), et sur les zones marginales de glaces (hors glace). Le rapport de Bowen (H/E) vaut environ 0.11, le flux de chaleur sensible étant presque toujours faible (² 50 W/m2), ce qui rend son évaluation précise difficile. Le flux dans l’océan (G) est déduit comme résidu du bilan d’énergie. Il est connu avec une mauvaise précision (~40%). Sa répartition sur le globe est surtout fonction de l’éclairement solaire et des courants. Le terme dominant de forçage atmosphérique est le flux de quantité de mouvement, t, qui influe directement sur la circulation océanique, mais interagit avec la surface par modification de sa rugosité. Les flux radiatifs (S et L) viennent en seconde importance, avec le flux de chaleur latente (chauffage solaire, couverture nuageuse et refroidissement de l’océan par évaporation). Les flux de masse, M, (évaporation, précipitation) peuvent être localement important dans le couplage.
Les processus d'échange océan - atmosphère sont de petite échelle mais ont des conséquences jusqu'à l'échelle globale. Comment les décrire à grande échelle? On le fait au moyen de paramétrisations utilisées dans chaque maille des modèles de circulation générale. C’est donc dans cette gamme d’échelle que doivent être ajustées ces paramétrisations.

Quelques exemples de phénomènes de moyenne échelle

- structures convectives organisées dans la couche limite atmosphérique (rouleaux, cellules hexagonales) : 1-2km de haut sur 500 km ou plus d’extension horizontale, avec une périodicité horizontale de 1 à 10 km
- perturbations frontales associées à une dépression atmosphérique; quelques km verticalement sur plus de 500 km dans le sens longitudinal, et quelques km transversalement
- méandres de courant et tourbillons : profondeur allant de 500 à 5000 m sur 10 à 500 km horizontalement

 



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