Une nouvelle oscillation du niveau de la mer dans l'Océan Indien
Publié par Isabelle le 30/04/2019 à 14:00
Source: LEGOS
Des chercheurs de l'INCOIS-Hyderabad (Inde) et du LEGOS ont découvert l'existence d'une oscillation du niveau de la mer synchrone à l'échelle de tout l'Océan Indien tropical, aux échelles de temps de 30 à 80 jours, pendant l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) boréal (Décembre-Avril). A cette saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et...), l'Océan Indien (L’océan Indien s'étend sur une surface de 75 000 000 km². Il est limité au nord par l'Inde, le Pakistan et l'Iran, à l'est par la Birmanie, la Thaïlande, la Malaisie,...) échange massivement de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) avec l'Océan Pacifique (L'océan Pacifique, qui s'étend sur une surface de 180 000 000 km², est l'océan le plus vaste du globe terrestre. Il comprend entièrement l'Océanie et quelques autres...), de façon à faire varier le niveau de l'eau de 4 cm à chaque oscillation (Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique. Les oscillations sont soit à amplitude constante soit amorties. Elles répondent aux mêmes équations quel que soit le domaine.). Cette variabilité participe à 30% du changement total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple :...) de niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.) observé.


Les changements de niveau de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) peuvent s'expliquer soit par des mécanismes barotropes (qui impliquent toute la colonne d'eau océanique), soit par des mécanismes baroclines (qui sont pilotés par la stratification verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) en densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le...) de la colonne d'eau, et concernent principalement les seules couches supérieures de la colonne d'eau). Il est communément admis que les changements de niveau de la mer barotropes dans les océans tropicaux sont négligeables aux échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) intra-saisonnières (périodes de 30 à 80 jours). Sur la base d'enregistrements in situ de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) océanique de fond, les chercheurs ont pu mettre en évidence une variabilité significative du niveau de la mer barotrope sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) de l'Océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en...) Indien tropical pendant la saison hivernale (Décembre-Avril), avec des amplitudes typiques de l'ordre de 30 à 60% de la variabilité intrasaisonnière totale du niveau de la mer observé.

Cette variabilité barotrope est générée par les vents soufflant sur une zone localisée au Nord-Est (Le nord-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux nord et est. Le nord-est est opposé au sud-ouest.) de l'Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de...), lors de phases actives de l'Oscillation de Madden-Julian (MJO). La MJO est une perturbation intra-saisonnière du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) tropical, qui prend la forme d'anomalies de grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le...) du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus...) et de la convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un...) atmosphérique, qui se propage d'Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) en Est sur le secteur Indo-Pacifique équatorial en hiver. La nouvelle étude montre que les vents de la MJO déclenchent des ondes océaniques barotropes, qui se propagent beaucoup plus vite que les ondes baroclines (typiquement à plusieurs dizaines de mètres par seconde), envahissent l'ensemble du bassin Indien en quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :), ajustant ainsi le niveau de la mer à l'échelle de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le bassin beaucoup plus rapidement que les océanographes le pensaient jusqu'alors. De part leur forte amplitude (Dans cette simple équation d’onde :), ces fluctuations barotropes jouent un rôle important dans le bilan de niveau de la mer intra-saisonnier du bassin indien.

L'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins. Approximativement 71%...) Indien se nourrit prioritairement du bassin Pacifique auquel il est relié, pour ajuster son niveau de la mer. Ces résultats ont donc également des répercussions potentielles sur le bilan de niveau de la mer de l'ensemble de la région Pacifique. S'agissant d'échanges de masses d'eau entre les différents bassins océaniques, ce nouveau phénomène a une influence sensible sur des paramètres géodésiques globaux tels que les variations de la durée du jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...) ou encore la position de l'axe des pôles.


Schéma de propagation des ondes barotropes dans l'Océan Indien, générées par les vents de la MJO dans le bassin Nord-Ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.) Australien (boite blanche). Les flèches représentent les chemins de propagation des ondes barotropes. En rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.): onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de Rossby planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Généralement les astres...) se propageant à 50 m.s−1. En rose: onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) de Rossby topographique se propageant le long du talus australien et le long de la dorsale Sud-Est (Le sud-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et est. Le sud-est est opposé au nord-ouest.) Indienne à 15 m s−1. En jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :): onde de plateau continental se propageant le long de la cote Ouest australienne à 6.5 m s−1. La dorsale Sud-Est indienne empêche la propagation des ondes barotropes vers l'Océan Austral (L'océan Austral ou océan Antarctique ou océan glacial Antarctique est l'étendue d'eau qui entoure l'Antarctique. C'est en surface le quatrième...). La bathymétrie (La bathymétrie est la science de la mesure des profondeurs de l'océan pour déterminer la topographie du sol de la mer.) est représentée en teintes bleues. Les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension...) de pression de fond (BPR) utilisés dans l'étude sont matérialisés par les symboles jaunes.

Références publication:
B. Rohith, Arya Paul, F. Durand, L. Testut, S. Prerna, SSVS Ramakrishna and SSC Shenoi, Basin-wide sea level coherency in the tropical Indian Ocean driven by Madden–Julian Oscillation. Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-019-09243-5, 2019

Contacts chercheurs:
- Fabien Durand LEGOS
- Laurent Testut LEGOS
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