Spirale d'Eckman
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La spirale d'Eckman est un modèle de circulation océanique correspondant au mouvement des masses d'eau soumises à l'action du vent.
[modifier] Origine
Lors d'une expédition océanographique dans l'océan arctique, le norvégien Fridtjof Nansen, à bord du Fram, observa que le déplacement des icebergs soumis au vent ne suivait pas la direction de celui-ci. En effet, ils dérivaient de 45 degrés vers la droite. De retour de son expédition, en 1886, il partagea ses connaissances et ses observations avec le suédois V. Walfrid Eckman. Dix ans plus tard, vers 1905, Eckman publia la théorie de ce modèle de circulation, appelé Spirale d'Eckman.
[modifier] Définition
Ce modèle intègre la variable de l'effet de Coriolis, abusivement appelé force de Coriolis, à l'effet dû au frottement du vent sur la partie superficielle de la masse d'eau. Il en résulte un courant de surface faisant un angle par rapport à la direction du vent, de 45 degrés à droite dans l'hémisphère Nord et de 45 degrés à gauche dans l'hémisphère Sud. Ce courant de surface entraînant des couches d'eau sous-jacentes, le courant formé par la couche sus-jacente est orienté de la même façon vers la droite du courant superficiel dans l'hémisphère Nord et vers la gauche du courant superficiel dans l'hémisphère Sud. Au fur et à mesure de la transmission du courant dans la colonne d'eau, celui-ci s'atténue. En résulte un modèle global en forme de spirale.
La couche soumise à l'action du vent, appelée couche d'Eckman, a une profondeur moyenne de dix mètres. En additionnant les forces, la dérive de cette couche a une résultante globale théorique de 90 degrés vers la droite de la direction du vent dans l'hémisphère Nord et 90 degrés vers la gauche dans l'hémisphère Sud. En pratique, dans l'océan, les conditions optimales sont rarement établies ; il en résulte que cet angle est plus faible, de l'ordre de 70 degrés par rapport à la direction du vent, en moyenne.
[modifier] Conséquences et phénomènes connexes
Le norvégien Otto Sverdrup a tenté d'appliquer cette théorie à un bassin océanique, au sein d'une gyre anticyclonique subtropicale. Il a ainsi montré que l'eau s'emplit au centre de la gyre subtropicale et que cela provoque la naissance d'une convergence au centre du bassin. Cette convergence forme un dôme qui peut s'élever d'un mètre au dessus de la mer.
Dans le cas d'une gyre cyclonique, le phénomène inverse s'effectue, créant une zone de divergence, au centre de la gyre, provoquant une remontée d'eau profonde pour compenser la baisse locale du niveau de la mer.
