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Distribution des températures

Dossier - Le milieu marin : propriétés physiques
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L'océanographie physique, c'est l'étude des mouvements dans les océans, à toutes les échelles, des courants océaniques, jusqu'aux vagues en passant par les courants côtiers et les courants de marée.

  
DossiersLe milieu marin : propriétés physiques
 
  • Températures de surface
Figure 4.1 : températures de surface (°C), moyennes annuelles

La répartition des températures en surface (figure 4.1) est sensiblement zonale (fonction uniquement de la latitude) sauf près des côtes où les courants sont méridiens (Nord-Sud ou Sud-Nord). Le long de certaines côtes Est des océans, on peut observer localement des températures très faibles, dues à un phénomène de remontée d'eau froide provenant d'une profondeur de quelques centaines de mètres. Ce phénomène baptisé upwelling est abordé dans la suite du cours.

Figure 4.2 : variations annuelles des températures mensuelles (°C). Les valeurs affichées représentent la différence entre la moyenne du mois le plus chaud et la moyenne du mois le plus froid

La température de l'océan (loin des côtes) décroît régulièrement de 28°C près de l'équateur, à presque-2°C aux hautes latitudes. Cette distribution correspond assez bien à la distribution de rayonnement solaire à la surface (figure 5.5).

Figure 5.5 : rayonnement solaire au niveau de la mer en W/m2, moyennes annuelles Da Silva (1994)

Les variations annuelles de la température de surface sont relativement faibles, de l'ordre de 2°C à l'équateur, 8°C à 40° de latitude, quasi-nulles dans les régions polaires. Près des côtes, on peut observer des variations de l'ordre de 15°C (figure 4.2) . Ces variations sont essentiellement dues aux variations saisonnières du rayonnement solaire à la surface, elles sont plus importantes près des grandes masses continentales de l'hémisphère nord. Les variations journalières de la température de surface sont au large inférieures à 0,3°C, elles peuvent atteindre 2 à 3°C en eau très peu profonde.

  • Températures en profondeur
Figure 4.3 : Exemple de distribution verticale de températures(en °C) à l'ouest de l'océan Atlantique

La figure 4.3 représente la distribution moyenne de la température sur une coupe de l'océan Atlantique Ouest. Cette figure illustre bien le confinement des températures élevées dans la partie supérieure de l'océan. Au delà de 1000 m de profondeur la température est relativement homogène. Les fortes variations (verticales et horizontales) de la température sont observées dans la couche supérieure de l'océan

On met en évidence trois couches différentes dans l'océan :

Figure 4.4 : moyennes annuelles des températures, salinité et densités en fonction de la profondeur (a) région polaire
  • La couche de surface (ou couche de mélange) de 50 à 200 m d'épaisseur où les températures sont à peu près celle de la surface,
Figure 4.4 : moyennes annuelles des températures, salinité et densités en fonction de la profondeur (b) région tempérée
  • La couche thermocline de 200 à 1000 m d'épaisseur, dans laquelle la température décroît rapidement avec la profondeur (sauf aux grandes latitudes où la température de surface est voisine de celle du fond),
Figure 4.4 : moyennes annuelles des températures, salinité et densités en fonction de la profondeur (c) région tropicale
  • La zone profonde, qui s'étend jusqu'au fond, caractérisée par des températures faibles et homogènes.

Cette évolution de la température avec la profondeur est illustrée figure 4.4 par 3 profils de températures moyennes dans l'océan Atlantique à différentes latitudes.

Figure 4.5 : cycle annuel de la thermocline en Méditerranée

L'importance de la couche thermocline varie en fonction de la latitude, mais aussi en fonction des saisons, on peut avoir une thermocline permanente ou saisonnière ou pas de thermocline du tout. Un exemple est donné figure 4.5, il montre le cycle annuel de la couche thermocline, en Méditerranée. On remarque en particulier la forte inertie thermique de la mer puisqu'on observe un décalage de un à deux mois entre les extrema de la température dans l'eau et dans l'air.