An Introduction to Meteorology and Oceanography

Responsable(s) : Richard PERKINS, Pietro SALIZZONI
Cours ⋅ 18 hBE ⋅ 14 h

Objectifs de la formation

Le but de ce cours est de fournir une compréhension physique des circulations océaniques et atmosphériques à grande échelle, et les conséquences pratiques de tels systèmes. Les mouvements à grande échelle sont le résultat de l’interaction entre des déséquilibres thermodynamiques – poussés notamment par le rayonnement solaire – et la rotation de la Terre. Donc on étudie d’abord ces deux processus avant de les combiner pour expliquer le fonctionnement des systèmes météorologiques et océaniques à grande échelle. Sera évoqué également le problème du changement climatique.

Mots-clés

Océanographie, météorologie, courants, ondes, vents, marées, rayonnement solaire, Coriolis, Ekman, Froude, Rossby, Sverdrup, Taylor

Programme

  1. Introduction La composition et les propriétés physico-chimiques de l'atmosphère et l’océan. La distribution de l’eau sur la surface de la terre.

  2. Le transfert de chaleur dans l'atmosphère et l'océan Le rayonnement solaire, les échanges radiatifs et sensibles, stratification et stabilité.

  3. Les effets de rotation L'équation de mouvement dans un système en rotation. L'équilibre géostrophique. Les écoulements quasi-géostrophiques. Le vent thermique.

  4. Les mouvements forcés Le transport d'Ekman - Le pompage d'Ekman - La couche d'Ekman - Le jet nocturne

  5. Les ondes dans un fluide stratifié ou en rotation Les ondes sur l'interface entre deux fluides de masses volumiques différentes. Les ondes dans un fluide à stratification continue - les ondes internes. Les ondes de Rossby. Le problème d'ajustement vers l'équilibre, problème dit de Rossby

  6. Les courants océaniques Forçage par le vent, l’équilibre de Sverdrup, les gyres océaniques, pompage d’Ekman, (côtier, équatorial et antarctique), Gulf stream

  7. Mouvements à grande échelle La circulation générale dans l'atmosphère – Couplage atmosphère-océan, El Niño, Le climat, et le changement climatique, les modèles météorologiques, les limites à la prévision.

Compétences visées

  • Comprendre les différents composants du forçage des mouvements atmosphériques et océaniques
  • Identifier les différents échanges (mass, chaleur, quantité de mouvement…) entre l’atmosphère et l’océan
  • Etre capable d’estimer l’importance des effets par des calculs d’ordre de grandeur
  • Etre capable d’expliquer les phénomènes représentés sur une carte météorologique

Contrôle des connaissances

Savoir 50% Savoir Faire 50% Savoir = 40% Examen + 60% Contrôle continu Savoir Faire = 40% Examen + 60% Contrôle continu