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La surface de la mer est le lieu de transmission de l'énergie, la matière de l'océan vers l'atmosphère, et du milieu extérieur vers l'océan. Comprendre les mécanismes d'échanges, les quantifier, suivre leur évolution, est un enjeu important.
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La surface de la mer est le lieu de transmission de l'énergie, la matière de l'océan vers l'atmosphère, et du milieu extérieur vers l'océan. Comprendre les mécanismes d'échanges, les quantifier, suivre leur évolution, est un enjeu important.
Les variations des interactions océan - atmosphère sont notables à des échelles de temps allant du jour à l'année, mais les variations interannuelles peuvent être importantes (avec par exemple des phénomènes tels que El Niño, dont nous reparlerons plus loin). Le cycle saisonnier domine les variations d'ensoleillement mais les fluctuations d'échelle plus courte de la circulation atmosphérique engendrent de larges variations des flux de chaleur, et du forçage mécanique par frottement de la surface :
En résumé, l'océan reçoit de l'énergie de l'atmosphère sous différentes formes. Il y répond en modifiant sa structure thermique verticale et ses courants de façon plus ou moins rapide (refroidissement plus rapide que le réchauffement en général). En retour, l'océan n'affecte l'atmosphère que par la modification de la température de surface (on néglige l'effet des courants, qui ont en général une vitesse nettement inférieure au mètre par seconde, alors que la vitesse moyenne du vent est de 7 m/s), et par les transferts de matière (eau, gaz, particules). Les différences d'échelle des variations spatiales et temporelles entre les deux milieux rendent très complexes les processus d'échange, qui dépendent des régions océaniques : l'océan n'est pas une vaste surface homogène pour l'atmosphère, bien que les hétérogénéités soient nettement moins fortes que sur les continents.