Pistes pédagogiques

Modélisation de la convection océanique

L'océan est animé de puissants courants marins qui ont pour moteur la convection. On modélise cette circulation convective sous le terme de circulation thermohaline. La circulation thermohaline est une circulation permanente, à grande échelle, de l'eau des océans, engendrée par des écarts de température et de salinité des masses d'eau. On représente la circulation thermohaline par une vaste boucle de convection, qui ne se limite pas à un bassin océanique mais plutôt encercle la Terre en plusieurs sous-boucles. L'eau chaude* produit dans l'Atlantique équatorial se déplace vers l'Amérique du Nord avant de tourner vers l'Europe en surface dans le Gulf Stream. Elle plonge ensuite en profondeur et se dirige vers le sud de l'Afrique. Ce faisant, l'eau se réchauffe et le sel se dilue lentement, Il finit par remonter en surface au nord de l'océan Indien et du Pacifique. les eaux font un nouveau cycle en surface qui se termine le long de la côte ouest de l'Amérique et replongent en profondeur pour éventuellement resurgir dans l'Atlantique. Une boucle semblable se produit dans l'hémisphère sud. Le cycle complet de cette circulation thermohaline prend, selon les estimations, entre 800 et 1000 ans.

La circulation thermohaline mondiale correspond au couplage de plusieurs cellules de convections océaniques
et participe à la redistribution de la chaleur

Même si la circulation thermohaline a un impact encore mal estimé aujourd'hui sur le climat, le rôle de ces boucles convectives est essentiel car il permet le transport de chaleur, libérée dans l'atmosphère, de l'équateur vers les pôles. Si ce transfert n'existait pas, il ferait plus chaud à l'équateur et plus froid aux hautes latitudes. Le Gulf Stream et le Kuro Shivo réchauffent ainsi les eaux respectivement situées au large de l'Europe et du Japon. La convection océanique joue aussi un rôle important dans le cycle du carbone. En effet, en plongeant les eaux marines entraînent une grande quantité de dioxyde de carbone (CO₂) qui a été prélevé dans l'atmosphère et qui y est dissous. Ce dioxyde de carbone est restitué en partie à l'atmosphère lorsque les eaux profondes refont surface.