Oceanografiei fizică este studiul proceselor de stat și fizice în ocean , în principal , circulația și proprietățile maselor de apă oceanice.
Oceanografia fizică este una dintre cele cinci ramuri ale oceanografiei , celelalte patru fiind biologia marină , oceanografia chimică , geologia marină și meteorologia marină . Oceanografia fizică este interesată de cazuri particulare ale dinamicii fluidelor geofizice .
Matthew Maury , unul dintre pionierii oceanografiei, spunea în 1855 : Planeta noastră este acoperită de două oceane imense; unul vizibil, celălalt invizibil; unul sub picioarele noastre, celălalt deasupra capului; unul îl învelește în întregime, celălalt acoperă aproximativ două treimi din suprafața sa. Rolul fundamental al oceanelor în modelarea Pământului este recunoscut de ecologiști , geologi , geografi și de oricine este interesat de lumea fizică. Unicitatea planetei noastre se datorează în mare măsură prezenței oceanelor .
Aproximativ 97% din volumul de apă de pe Pământ se găsește în oceane și aceleași oceane sunt principala sursă de vapori de apă pentru atmosferă și, prin urmare, precipitații sub formă de ploaie sau zăpadă pe oceane. Continente (Pinet 1996 , Hamblin 1998). Pe de altă parte, capacitatea enormă de căldură a oceanelor moderează clima planetei, iar absorbția de către ocean a multor gaze afectează compoziția atmosferei . Oceanul merge atât de departe încât modifică compoziția rocilor vulcanice de la fundul oceanelor, la fel ca compoziția gazelor și magmelor create în zonele de subducție . Un Pământ fără ocean ar fi cu siguranță de nerecunoscut.
Oceanele sunt mult mai adânci decât continentele sunt înalte. Altitudinea medie a suprafeței terestre a planetei noastre este de numai 840 de metri , în timp ce adâncimea medie a oceanului este de 3.800 de metri. În ciuda acestei diferențe importante, extreme precum crestele și gropile sunt rare atât pentru fundul mării, cât și pentru suprafața terestră.
Șanț Puerto-Rico
Batimetria oceanică globală
Mișcările rapide sunt dominate în mare măsură de undele gravitaționale , în special undele și valul . Valurile joacă un rol esențial în interacțiunile dintre ocean și atmosferă, deoarece determină (și sunt, de asemenea, determinate de) „fricțiunea” vântului de la suprafața oceanului. Alte unde gravitaționale , valurile interne , își extrag energia din valurile de suprafață și joacă, de asemenea, un rol important, mai ales atunci când cresc în adâncimi mari, ceea ce duce la amestecarea parțială a apei adânci și ajută la menținerea circulației curente a oceanului. Toate aceste unde produc mișcări turbulente în timpul creșterii lor sau din cauza fricțiunii de pe fund. Procesele oceanice rapide pot fi studiate dinamic sau energetic.
Unul dintre cele mai observate fenomene lente din oceanografie este circulația globală generată de vânt, densitatea maselor de apă, precum și batimetria . Această circulație se mai numește circulație termohalină deoarece salinitatea și temperatura maselor de apă influențează puternic conținutul de halină din apă, găsim și termenul englezesc MOC (Meridional Overturning Circulation). Una dintre ilustrațiile, bine cunoscute publicului larg, a circulației termohaline este Gulf Stream .
Pentru a măsura tendințele, corelațiile dintre diferiți parametri fizici, verifica teoriile, oceanografii au mai multe instrumente:
Observațiile in situ au fost primele surse de informații pe ocean. În istoria oceanografiei au fost produse instrumente foarte diverse, în prezent printre toate dispozitivele de măsurare, putem menționa:
Unele dintre aceste măsuri sunt finanțate de proiectul european MyOcean și sunt colectate de DAC: - AOML (SUA). - MEDS (Canada). - JMA (Japonia). - CORIOLIS (Franța). - BODC (Marea Britanie). - CSIRO (Australia) ... Toate aceste observații sunt stocate în baze de date precum Coriolis administrat de Ifremer sau WOD al NOAA . Datele pot fi vizualizate și descărcate.
Cele Modelele folosite de oceanografi fizice sunt reprezentări matematice computerizate ale variabilelor fizice cum ar fi curenți, unde, mareele, nivelul oceanelor, temperatura, salinitate, ... Aceste modele oceanice pot fi forțate prin observații atmosferice sau reanalizează (vânturi, fluxuri de căldură, de apă dulce fluxuri, fluxuri de gaze sau materie) pentru studiul răspunsului oceanic la fluctuațiile atmosferice; pot fi cuplate cu un model atmosferic pentru studiul sau prognoza climatului sau cuplate cu modele biochimice pentru studiul ecosistemelor marine. Acestea sunt instrumente complexe care au progresat mult din anii 1980. Modelele oceanice cu ecuații primitive oferă astăzi reprezentări destul de realiste ale evoluțiilor observate în natură în trei dimensiuni. Simulările oceanului global sau ale subregiunilor diferă în special prin rezoluția lor orizontală: cele mai fine simulări globale au în prezent rezoluții de ordinul 1/10 ° (aproximativ zece kilometri la ecuator), iar simulările regionale pot ajunge la 100 m de rezoluție orizontală sau mai mult. Simulările numerice completează cunoștințele rezultate din observații sau dezvoltări teoretice, dar necesită o evaluare precisă cu privire la aceste informații. Când este necesar (inițializarea prognozelor, sinteza observațiilor anterioare), asimilarea datelor oceanice spațiale și in situ face posibilă forțarea stării simulate a oceanelor să rămână aproape de starea sa măsurată, luând în considerare incertitudinile observații și modele în sine.
Sateliții precum ERS2 oferă alte informații despre suprafața oceanului, cum ar fi rugozitatea apei (valuri), culoarea apei ( turbiditate ), înălțimea oceanelor (înălțimea suprafeței mării ) sau chiar salinitatea . Aceste date altimetrice alimentează și modele oceanice și sunt uneori încrucișate cu date in situ .
Multe teorii din dinamica fluidelor au fost aplicate în oceanografie pentru a explica curenții, valurile și circulațiile. Printre cele mai cunoscute se numără cele ale lui Harald Sverdrup și Vagn Walfrid Ekman ( Transportul lui Ekman ) care construiesc poduri între ocean și atmosferă.
| Abreviere | Numele laboratorului | Locație |
|---|---|---|
| LOPS | Laborator de oceanografie fizică și spațială | IUEM, Brest, Plouzané Technopole |
| OCEANUL | Laboratorul de Oceanografie și Climă | Institutul Paris Pierre-Simon-Laplace |
| LGGE | Laborator de glaciologie și geofizică a mediului | Domeniul Universității Grenoble |
| MARI | Laboratorul de științe ale mediului marin | IUEM Brest, Plouzané |
| IUBIRE | Laboratorul de oceanografie Villefranche | Villefranche sur mer |
| LEGOS | Laborator de studii de geofizică spațială și oceanografie | Toulouse , Cotonou , Noumea |
| MIO | Institutul Mediteranean de Oceanologie | Marsilia |
| Abreviere | Numele instituției | Locație |
|---|---|---|
| NODC | Centrul Național de Date Oceanografice | Silver Spring Maryland SUA |
| CSIRO | Organizația de cercetare științifică și industrială a Commonwealth-ului | Clayton South, Victoria, Australia |
| WHOI | Instituția Oceanografică Woods Hole | Woods Hole , Massachusetts , SUA |
| BODC | British Oceanographic Data Center | Liverpool Marea Britanie |
| AOML | Laboratorul Oceanografic și Meteorologic Atlantic | Miami, Florida SUA |
| KORDI | Institutul Coreean de Cercetare și Dezvoltare Oceanografică | Ansan-si, Coreea |
| INCOIS | Centrul Național Indian pentru Serviciul de Informații Oceanice | Hyderabad India |
| JMA | Agenția Meteorologică din Japonia | Tokyo Japonia |
| CSIO | China Second Institute of Oceanography | China |