Club des Argonautes,le changement climatique et le rôle de l'océan, l'observation océanique, l'énergie des mers

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Définitions de termes scientifiques Océan - Climat

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Dernière mise à jour : 24 janvier 2008

Absorption (lumière)

Propriétés de certains atomes et de certaines molécules de capter une partie du rayonnement électromagnétique. L’énergie absorbée excite ces structures et augmente leur température.

Absorption (substance)

Ce terme recouvre deux mécanismes successifs ; la «prise» (uptake), qui voit la substance passer du milieu externe dans le compartiment intracellulaire, puis l’assimilation qui voit son incorporation dans les constituants cellulaires.

ADCP

voir Courantomètre à effet Doppler

Advection
En météorologie et en océanographie, transport horizontal de masse et des propriétés, dites «conservatives» (sans modifications biogéochimiques), par le vent ou les courants marins : advection de vapeur d'eau, de chaleur, de salinité, etc.

En océanographie, le terme «advection» (toujours horizontale) est préféré à «convection» qui est toujours associée à un mouvement vertical.

Aérosol
Suspension dans un milieu gazeux, l'air par exemple, de particules solides (poussières) ou de gouttelettes microscopiques. Le brouillard et les nuages sont des aérosols.

Albédo
(blancheur en latin). Proportion du rayonnement réfléchi par un objet. Une surface parfaitement réfléchissante a un albédo de 100 % (noté aussi 1), la neige fraîche de 80 % (0,8), ), la surface marine de 20 % ± 10 % (0,2 ± 0,1 entre 40° N et 40° S) et un corps noir parfait un albédo nul (0).

Aléa et Vulnérabilité
Un risque est la combinaison de la probabilité d’un dommage (l’aléa) et de sa gravité, fonction de la fragilité des infrastructures et des organisations économiques et sociales où se produit la catastrophe (vulnérabilité).

Algorithme
Séquence d’opérations visant à décrire et à résoudre un problème, une équation en un temps fini.

Alizés
Composante de la circulation atmosphérique liée aux anticyclones subtropicaux des deux hémisphères. Centrés autour de 15° de latitude, ces vents soufflent de nord-est dans l’hémisphère Nord et de sud-est dans l’hémisphère Sud. Les alizés des deux hémisphères convergent à la zone intertropicale de convergence ou ZITC, connue aussi sous la dénomination d’équateur météorologique.

Altimétrie

Mesure de la hauteur verticale d’un point à partir d’une surface de référence (ellipsoïde ou géoïde). En océanographie : mesure par radar, au centimètre près, depuis l’espace, de la distance entre le satellite et la surface de la mer (géoïde marin). Une telle précision implique une série de corrections portant sur la forme de l’orbite, l’humidité de la troposphère, la densité électronique de l’ionosphère, l’état de la mer, etc. On en déduit les variations de la topographie de la surface marine, ce qui permet de déterminer la circulation géostrophique de surface.

Année géophysique internationale
Programme international d’étude coordonnée des divers aspects de la physique de la Terre (géosphère, atmosphère, cryosphère, océans) qui s’est déroulée en 1957-1958. Ce fut, pour l’océanographie, le premier programme de coopération international avec, notamment, des campagnes dans les océans Indien et Pacifique.

Anomalie
Écart entre la valeur d’un paramètre à un moment donné et sa valeur moyenne sur un temps déterminé (jour, an, décennie, siècle, etc.). Cette durée doit être précisée pour éviter toute ambiguïté, sachant qu’une valeur moyenne «Terre entière» peut masquer des écarts géographiques de 1 à 3 (température) ou même de 1 à 10 (niveau moyen des mers).

Anthropique
Résultant de l’activité humaine.

Anthropocène
Néologisme proposé par le prix Nobel de chimie Paul Crutzen en 2000. Il identifie la période géologique nouvelle (qui ferait donc suite à l’holocène) qui débute avec l’ère industrielle à la fin du XVIIIe siècle. L’exemple du climat, avec des modifications récentes qui, sur quelques années, sont aussi marquées que celles observées auparavant à l’échelle du millier d’années renforce ce concept. Certains estiment que l’anthropocène a débuté il y a environ 10 000 ans à la fin de la dernière glaciation. L’homme a en effet commencé à modifier son environnement en passant du stade chasseur-cueilleur à celui de l’agriculture et de l’élevage.

Anticyclone, Anticyclonique
Anticyclone : Région où la pression atmosphérique en surface est maximale.
Anticyclonique : Qualifie un mouvement horizontal tourbillonnaire de l’atmosphère ou de l’océan qui s’effectue dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Nord (en sens contraire des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Sud) autour des zones de haute pression.

Ascendance, Subsidence
Ascendance : Montée de l’air chaud qui se détend (la pression diminue) et se refroidit en prenant de l’altitude. Le long de la zone intertropicale de convergence, par transfert de chaleur et par évaporation, l’océan induit une ascendance de l’air génératrice de cumulonimbus et de vents faibles (pot-au-noir).
Subsidence : Descente vers le sol de l’air refroidi en altitude, ce qui créée des zones de haute pression (anticyclones). Les cellules de circulation de Hadley s’établissent entre les ascendances de la zone intertropicale de convergence et la subsidence anticyclonique.

Assimilation (substance)

voir Absorption (substance)

Assimilation (observations)
Ensemble de techniques numériques permettant d’insérer des observations dans des simulations ou modèles. On cale ainsi régulièrement un modèle qui a toujours tendance à «diverger», c’est-à-dire à s’éloigner de la réalité.

Atmosphère
Enveloppe gazeuse entourant les planètes. L’atmosphère de la Terre se compose d’azote (77 %), d’oxygène (21 %), d’argon (1 %) de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone et d’autres gaz en faible quantité. Les phénomènes météorologiques et climatiques se déroulent dans les basses couches de l’atmosphère : la troposphère (du sol à 7 km aux pôles et à 20 km à l’équateur) et dans la stratosphère qui culmine à une cinquantaine de kilomètres.

Autotrophe
Organisme qui élabore sa matière vivante seulement à partir d’éléments inorganiques, par photosynthèse ou par chimiosynthèse. Contraire d’hétérotrophe.

Banquise ou pack (pack ice)
Surface de mer gelée, composée pour 70 à 80 %, de glace d’origine marine et pour 20 à 30 % de neige issue des précipitations atmosphériques. L’épaisseur moyenne de la banquise est de l’ordre du mètre dans l’océan Austral où, durant l’hiver, elle couvre 25x10⁶ km², et de trois mètres dans le bassin polaire Arctique.

Bassin à seuil
Bassin dont la communication avec les régions adjacentes est limitée en raison du relèvement des fonds marins formant un seuil généralement associé à un détroit. Un exemple : la Méditerranée est une mer semi fermée par le seuil de Gibraltar à l’ouest (300 m) associé au détroit du même nom (15 km de large) et le seuil siculo-tunisien à l’est (200 m) associé au détroit de Sicile (150 km).

Barocline

Un fluide (atmosphère, océan) est barocline lorsque les lignes d'égale pression croisent celles d'égale densité (isopycne). Ceci veut dire :

que la température varie lorsqu'on se déplace le long d'un niveau de pression ;
qu'un flux à un niveau de pression donné change la température à ce niveau ;
qu'une perturbation barocline convertit l’énergie potentielle thermique en énergie cinétique.

Voir aussi -cline

Barotrope

Un fluide (atmosphère, océan) est barotrope quand les lignes d'égale pression sont parallèles à celles d'égale densité (isopycne). Ceci veut dire:

que la température est égale partout à un niveau de pression ;
qu'un flux à un niveau de pression donné ne change pas la température ;
qu'une perturbation barotrope provient du cisaillement horizontal de l’écoulement de base, et non de la conversion de l’énergie potentielle en énergie cinétique.

Voir aussi -cline

Bathymétrie
Mesure de la profondeur permettant de déterminer la topographie du fond des océans.

Bathysonde
Ensemble de capteurs rassemblés dans un ensemble étanche (sonde) descendue en mer au bout d’un câble électroporteur. Les capteurs peuvent être associés à une électronique d’acquisition placée dans une enceinte étanche résistant à la pression. L’ensemble le plus simple comprend un capteur de conductivité, un capteur de température et un capteur de pression. Il s’agit alors d’une sonde CTD (conductivity, temperature, depth) ; ces trois propriétés sont nécessaires à la détermination de la masse volumique de l’eau de mer (density) Souvent, des capteurs d’oxygène et de fluorescence chlorophyllienne sont ajoutés.

Benthos, Benthique
Communauté du fond des océans. Qui vit au fond des océans.

Bilan évaporation-précipitation
Bilan d’eau douce à la surface des continents et de l’océan résultant de la différence entre l’évaporation et les précipitations. S’exprime généralement en mètres.

Bilan radiatif
Résultante de l’ensemble des échanges de rayonnement électromagnétique (absorption, réflexion, émission). Les échanges d’énergie dans l’espace s’effectuant entièrement par rayonnement, le bilan énergétique de la Terre s’identifie à son bilan radiatif qui régit donc l’état thermique de l’enveloppe externe de la Terre : sol, hydrosphère, atmosphère.

Biocénose
Communauté d’organismes végétaux et animaux qui occupent une surface ou un volume donnés, c’est-à-dire un biotope. On peut donc écrire : biocénose + biotope = écosystème.

Biodiversité

voir Diversité

Biogéochimie, Biogéochimique
Biogéochimie : Désigne l’ensemble des approches biologique (bio), géologique (géo) et chimique (chimie) des processus d’élaboration, de transformation des éléments constitutifs des molécules organiques.
Le terme «cycles biogéochimiques» désigne l’ensemble des transformations que subit un élément donné dans les différents milieux, y compris au sein de la biosphère.

Biomasse
Quantité de matière vivante présente à un instant donné dans un espace ou un volume donnés.

Biome
Ensemble d’écosystèmes variés caractéristique d’une grande zone biogéographique, nommé d’après la végétation qui y prédomine. Il se caractérise par les organismes qui y sont adaptés et au climat relativement homogène.

Biooptique
Néologisme. Mot-valise formé de biologie et d’optique crée parce que les modifications quantitatives et spectrales de la lumière en milieu aquatique sont fortement influencées par le phytoplancton pigmenté et les substances qui en dérivent. On parle de propriétés biooptiques, de méthodes biooptiques.

Biosphère
Sensu stricto, ensemble des êtres vivants (végétaux, animaux et microorganismes) qui peuplent la Terre ; il s’agit d’une masse insignifiante (70 000 fois moindre que l’hydrosphère) mais qui, par sa composition et son activité chimique, présente une originalité exceptionnelle.
Sensu lato, gigantesque système formé par l’ensemble des écosystèmes du globe. Dans ce cas, il vaut probablement mieux utiliser le terme écosphère.

Biotope
Surface (ou volume) aux caractéristiques physiques et chimiques uniformes occupée par une espèce, ou plus généralement, une communauté (biocénose) particulière.

Bloom

voir Floraison

BP (before present)
Datation des événements à partir de l’époque actuelle. Ce système présente l’inconvénient de se baser sur une date d’origine qui va évoluer dans le temps mais il a l’avantage d’être universel et de ne pas faire référence à l’origine d’une civilisation déterminée (pour le christianisme : avant J.-C. ou BC = before Christ)

Brise de terre, Brise de mer
En cas de réchauffement différentiel entre deux masses d’air, une brise (vent léger) se lève en soufflant de la région la moins chaude vers la plus chaude pour remplacer le courant ascendant, amorce d’une cellule convective. En été, dans la journée, les terres côtières s’échauffent plus rapidement que l’étendue d’eau contiguë, d’où une brise de mer. L’inverse se produit la nuit et au petit matin avec une brise de terre. La mousson peut être considérée comme l’alternance d’un vent de terre et d’un vent de mer à l’échelle d’un continent et d’une saison.

Brunt-Väissälä (fréquence de)
Dite encore fréquence de flottabilité (buoyancy frequency) ou de stabilité. C’est, dans un fluide stratifié en densité, la fréquence de l’oscillation verticale d’une poche d’eau d’une densité déterminée, qui se trouve écartée de son immersion d’équilibre. Cette fréquence est symbolisée par la lettre N. Son carré est égal au produit de la pesanteur par le gradient de densité à l’immersion de cette poche. Cette fréquence joue un rôle important pour la propagation des ondes internes.

Cabbeling ou Cabeling

De l’hébreux « qabbala » dans son acception de «mystère», terme anglo-saxon qui n’a pas d’équivalent français pour définir la propriété particulière du mélange, à pression constante, de deux eaux océaniques de même densité mais de températures et salinités différentes. En effet, la relation donnant la masse volumique (density en anglais) de l’eau de mer en fonction de sa température et de sa salinité à pression constante n’est pas linéaire. Dans ces conditions, le mélange de deux eaux isopycnales (de même densité) mais de températures et salinités différentes donne une eau de densité supérieure à celle des eaux originelles. Cette propriété contribue, par mélange isopycnal, à la plongée des eaux marines. Il convient de noter également que cette propriété a introduit des erreurs dans les atlas et bases de données. En effet, la densité moyenne à une immersion déterminée n’est pas la densité calculée à partir des moyennes respectives de température et de salinité à cette immersion. Cette estimation donne une valeur légèrement supérieure à la densité moyenne vraie.

Calottes glaciaires
Glaciers polaires qui recouvrent actuellement le Groenland et l’Antarctique. En période glaciaire, la calotte boréale recouvrait le Canada, le nord des États-Unis et l’Eurasie.

Carotte (glace)
Échantillon de glace obtenu par forage. Au milieu des années 1960, les scientifiques ont compris l’intérêt d’interroger la mémoire de la glace accumulée durant des centaines de milliers d’années notamment au Groenland, dans certaines zones Arctiques et dans l’Antarctique. Fin 2002, les Européens ont foré la banquise antarctique au dôme Concordia à plus de 3 000 m, ce qui correspond à 700 000 années de climat. Le carottage le plus profond demeure celui qui a été réalisé à la station russe Vostok en 1999, également en Antarctique ; cependant, cet échantillon permit «seulement» d’analyser les derniers 420 000 ans.

Carottes (sédiments)
Échantillon de sédiments obtenu par forage à terre, dans les lacs ou les océans. Il permet de reconstituer l’évolution des conditions environnementales au cours du temps à partir de la nature et de la composition chimique des sédiments et des fossiles d’organismes et microorganismes.

Cascading
Écoulement par gravité d’eau dense formée en hiver sur un plateau continental en suivant la pente naturelle. Dans le golfe du Lion, il matérialise la descente de ces eaux denses par les échancrures naturelles à forte pente des canyons sous-marins appelés, dans cette région, rechs.

CFC (chlorofluorocarbones)
Nom générique désignant une molécule d'hydrocarbure (composée uniquement de carbone et d'hydrogène) dans laquelle on a remplacé tous les atomes d'hydrogène par des atomes de chlore et/ou de fluor.

Voir Halocarbures.

Chaleur latente
Énergie absorbée ou dégagée par une substance lors d’un changement de phase. Ainsi, la fusion, la vaporisation ou la sublimation nécessitent un apport d’énergie alors que la solidification et la condensation libèrent de l’énergie. À 20 °C, 2 500 kJ sont nécessaires pour évaporer un kilogramme d’eau, la même énergie étant libérée lors de la condensation d’un kilogramme de vapeur d’eau, d’où le terme «latente» (pas de changement de température). À titre de comparaison, il faut 4,18 kJ pour chauffer d’un degré la même masse d’eau (voir chaleur sensible).

Voir chaleur sensible

Chaleur sensible
Chaleur qui provoque un changement de température d’un corps, à l’exclusion de toute quantité d’énergie correspondant à un changement de phase. C’est la chaleur sensible qui réchauffe l’air au contact des surfaces océaniques ou terrestres.

Changement global (global change).

Ensemble des changements naturels ou anthropiques de la Terre, tant dans sa structure physique que biologique, et qui, agrégés, sont significatifs à l’échelle globale.

Chlorinité, Salinité
Teneur en chlore de l’eau de mer. On a longtemps évalué la salinité de l’eau de mer en mesurant, par des méthodes chimiques, sa chlorinité et en faisant l’hypothèse, vérifiée avec une bonne précision, d’un rapport constant entre salinité et chlorinité. Les chlorures représentent 88,7 % de la salinité, les sulfates 10,8 % et les autres sels 0,5 % ; cette constance dans les rapports est dite loi de Dittmar, chimiste anglais qui analysa les échantillons d’eau collectés par le Challenger. Cette constance est à rapprocher de celle du rapport oxygène/azote de l’atmosphère. Ainsi la salinité est la masse de sels contenus dans un kilogramme d’eau de mer ; elle est, en moyenne pour l’ensemble des océans et mers, de 35.
La mesure de la salinité s’effectue maintenant par conductivité. Aussi, les nouvelles conventions internationales recommandent l’UPS (unité pratique de salinité, PSU en anglais) Certains auteurs l’expriment en UPS (unité pratique de salinité) à peu près égale à 1 mg de sels dissous par gramme d’eau de mer. Il est ainsi conseillé de ne plus la faire suivre d’unités ; on écrira donc une salinité de 35,25.

Chlorophylle (grec chloros = vert et phyllon = feuille).

Principal pigment assimilateur des végétaux qui intervient dans la photosynthèse en interceptant l’énergie lumineuse. C’est une chlorine avec quatre noyaux pyrolles en cercle, chélatant au centre un atome de magnésium. La présence de nombreuses doubles liaisons conjuguées permet l’absorption de la lumière.
La chlorophylle a, commune à tous les végétaux, absorbe la lumière dans le bleu (vers 430 nm) et dans le rouge (vers 665 nm) ; elle paraît donc verte, partie du spectre où elle absorbe très peu. Ses propriétés d’absorption et de fluorescence (émission dans le rouge après excitation dans l’ultraviolet) sont à la base de la plupart des méthodes de mesure de la biomasse du phytoplancton, y compris par télédétection.

Circulation atmosphérique, océanique
Ensemble des vents (courants) organisés d’une région ou de l’ensemble de l’atmosphère (océan).

Circulation géostrophique, Courant géostrophique
Circulation océanique théorique résultant de l'équilibre entre les forces dues aux gradients horizontaux de pression au sein des masses d'eau et la force de Coriolis liée à la rotation de la Terre.

Circulation thermohaline
Expression synonyme de «circulation profonde des océans» où les courants sont essentiellement induits par l’évolution lente des différences de densité, résultant des échanges thermiques (température) et halins (salinité) entre les différentes masses océaniques profondes. Comme dans l’atmosphère, il y a des zones d’ascendance (upwelling) et de subsidence (downwelling) liées à ces différences de densité : mais les mécanismes générateurs ne sont pas les mêmes. Le sel étant en quelque sorte la «vapeur d’eau» de l’océan, les échanges thermohalins résultent de processus nettement plus lents (le millénaire) que ceux qui interviennent dans la thermodynamique de l’atmosphère (de la semaine à l’année).

Circulation et cellule de Hadley
Circulation atmosphérique méridienne marquée par l’ascendance d’air chaud et humide (convection) au-dessus de la ZITC et par sa subsidence au-dessus des aires de haute pression subtropicales où se situe la ceinture des grands déserts.

Circulation et cellule de Walker
Circulation atmosphérique de la région équatoriale marquée par l’ascendance d’air chaud et humide (convection) au-dessus des zones de basse pression situées à l’ouest des océans en zone intertropicale et par sa subsidence au-dessus des aires de haute pression arides à l’est de ces océans.
Les cellules de Hadley et de Walker correspondent à deux schématisations différentes d’une même réalité. Chacune décrit la structure en latitude ou en longitude des circulations intertropicales.

Circulation (courant) d’Ekman
Circulation (courant) générée par la tension du vent à la surface de l’océan. Cette circulation concerne uniquement les couches océaniques de surface, de quelques dizaines à quelques centaines de mètres selon la stratification en densité.

Voir Couche d’Ekman.

Climat, Climatologie
Climat [du grec klima, inclinaison (du Soleil)] : La définition grecque «ensemble des qualités de l’atmosphère d’un lieu sur une longue durée» demeure valable.
Climatologie : Science statistique qui décrit et explique la répartition et l’évolution du temps à des échelles temporelles plus longues que celles prises en compte par la météorologie. Une moyenne climatique est généralement établie sur trente ans.

Climax
Stade ultime et d’équilibre dynamique d’une communauté ou d’un écosystème correspondant à son optimum de développement. Pour beaucoup d’écologistes, il s’agit d’une étape théorique jamais atteinte dans la nature.

-cline

Le suffixe –cline (du grec klinein = incliner, coucher) définit en géophysique la pente d’un profil selon la verticale, ainsi des lignes «isoclines» sont des lignes d’égale inclinaison magnétique En océanographie, ce suffixe associé à un préfixe se rapportant à un des paramètres physiques ou chimiques, désigne une couche où ce paramètre varie très rapidement avec la profondeur (fort gradient). La thermocline est ainsi une zone à fort gradient de température qui sépare la couche chaude isotherme de surface (ou couche de mélange) de la couche sous-jacente plus froide. On parle d’halocline pour la salinité, de pycnocline pour la densité (thermocline et halocline engendrent automatiquement une pycnocline), et de nutricline pour les sels nutritifs.
Il faut attirer l’attention sur le fait que le terme barocline n’est pas une variation rapide de la pente du fond de la mer. Ce qualificatif caractérise la façon dont s’effectuent la propagation des ondes internes. Dans un fluide stratifié comme l’océan ou l’atmosphère, le mode barocline se caractérise par le fait que les surfaces isobares des ondes ne sont pas des surfaces isopycnes. Quand ces deux familles de surfaces sont confondues, le mode de propagation est dit barotrope. Tout se passe alors comme si l’océan était homogène (sans stratification).

Constante solaire

Voir Solaire

Contre-courants équatoriaux
Appellation donnée dans les régions intertropicales à des courants vers l’est dus à la pente de la surface de la mer. Les alizés de l’hémisphère nord et sud entraînent vers l’ouest les courants équatoriaux Nord et Sud qui accumulent de l’eau sur le bord ouest des océans. Les contre-courants nord dans la zone intertropicale de convergence et sud (moins intenses) sont des courants de retour vers l’est.

Convection
Mouvement vertical d’une masse d’air ou d’une masse d’eau résultant d’une instabilité de densité, en général d’origine thermique. Dans un fluide chauffé, la partie la plus chaude s’élève, la plus froide descend de part et d’autre créant une cellule de circulation. Notons que dans l’océan, quand ces plongées sont importantes, on parle de convection profonde, alors que, dans l’atmosphère, ce même phénomène est désigné par le terme de «subsidence».

Convection profonde
Plongée d’eaux de surface rendues plus denses par les processus thermohalins (refroidissement, évaporation et/ou congélation qui augmentent la salinité de surface) jusqu’à leur niveau d’équilibre hydrostatique. Ce phénomène existe en hiver en mer du Groenland, en mer du Labrador et en Antarctique où le processus de densification est surtout assuré par le refroidissement et le sel relâché par la glace de mer qui se forme. Il est à l’origine de la circulation profonde océanique. L’hiver en Méditerranée, les forts vents froids de secteur nord (mistral et tramontane) sont à l’origine des convections profondes observées au large des côtes provençales. L’eau de fond ainsi formée sort par le seuil de Gibraltar (300 m) pour se stabilisée vers 1200 m dans l’Atlantique Nord.

Convergence, Divergence
La convergence est une zone de rencontre, la divergence une zone de séparation entre deux masses d’air ou deux masses d’eau. Se déroulant dans un plan horizontal, convergences et divergences entraînent des mouvements verticaux de compensation.

Conveyor belt

Voir Tapis roulant océanique

CO₂

Voir Dioxyde de carbone

Coraux
Anthozoaires benthiques existant sous forme individuelle ou coloniale, secrétant du carbonate de calcium dans leur squelette. Dans certaines conditions, ces animaux composent des récifs, en association avec des algues calcaires.

Coriolis (accélération ou force, paramètre, période de)

L’accélération ou force (par unité de masse) de Coriolis est liée à la rotation terrestre. Pour un mobile se déplaçant horizontalement (vitesse V) à une latitude L, cette force est égale à deux fois le produit de trois termes : la vitesse angulaire de la rotation terrestre (W = 2p/24h), la vitesse V et le sinus de la latitude L.
Le paramètre (ou fréquence) de Coriolis est la vitesse angulaire définie par f = 2Wsin L (positive dans l’hémisphère nord, négative au sud). Ainsi l’expression de la force F de Coriolis est F = fV. De plus, la direction de cette force est perpendiculaire à la vitesse, à droite ou gauche selon que l’on est dans l’hémisphère nord ou sud. Notons que pour un objet immobile, cette force est toujours nulle. Pour une vitesse déterminée, elle est maximale aux pôles et nulle à l’équateur.
La période de Coriolis, inverse du paramètre f, est égale au demi-jour pendulaire, c’est-à-dire la demi-période du pendule de Foucault.

Corps noir
Corps idéal qui absorberait les radiations de n’importe quelle longueur d’onde. La loi de Stefan, énonçant que la quantité d’énergie émise augmente proportionnellement à la puissance quatrième de la température, s’applique en toute rigueur seulement au corps noir, même si elle est utilisée pour le Soleil et la Terre.

Couche de mélange
Couche de surface homogénéisée par le vent, séparée des eaux profondes par la thermocline.

Couche d’Ekman (couche, dérive, spirale, profondeur)
La couche d’Ekman est la couche océanique de surface dont le déplacement est essentiellement dû à la friction du vent sur la mer. C’est pour expliquer la dérive du Fram, pris dans le pack, observée systématiquement à droite du vent (de 20 à 40°) par Fridtjof Nansen durant son expédition dans l’Arctique (1893-1896), que l'océanographe suédois Walfrid Ekman a conçu sa théorie sur le courant de dérive dû au vent. Elle repose sur trois hypothèses : le vent est constant et uniforme sur l’ensemble de l’océan, la profondeur infinie et l’océan homogène mais visqueux (écoulement laminaire). Avec l’effet Coriolis associé au transfert du mouvement au sein de l’océan par frottement, le courant théorique de surface est à 45° à droite (dans l’hémisphère nord, à gauche dans le sud) de la direction vers laquelle souffle le vent. Par frottement le mouvement se propage de couche en couche avec, à chaque fois, une vitesse qui diminue avec une déviation vers la droite. Ces vecteurs courants définissent ainsi une surface hélicoïdale infinie (selon la profondeur) dont la projection des extrémités donne la spirale dite d’Ekman, Cette spirale représente l’hodographe du courant de dérive. Le transport de masse total de cette dérive s’effectue à 90° à droite (gauche) du vent dans l’hémisphère nord (sud). Par convention, la profondeur théorique d’Ekman est définie par l’immersion où le courant engendré est opposé à celui du courant de surface. En réalité, cette théorie ne peut être vérifiée du fait que les hypothèses de départ ne sont jamais rencontrées. Par contre, l’extension de cette théorie du courant de dérive en régime transitoire (coup de vent) pour une mer stratifiée, limitant ainsi la profondeur de l’action du vent à la thermocline, est bien confirmée par les observations, y compris la génération des oscillations d’inertie qui y sont associées.

Couche d’ozone

Voir Ozone

Couleur de l’océan
Spectre de lumière rétrodiffusée par la surface marine. Elle dépend des particules et substances dissoutes de l’eau de mer. Dans les eaux du large (99 % de la surface marine), ses caractéristiques dépendent entièrement de la richesse et de la nature du phytoplancton. À plusieurs centaines de kilomètres d’altitude, les satellites mesurent donc la concentration d’organismes microscopiques…

Courant de marée

La part du courant marin, engendrée par la composante horizontale de la résultante des actions gravitationnelles de la Lune et du Soleil

Courants équatoriaux nord et sud
Courants vers l’ouest, entraînés par les alizés dans l’hémisphère Nord et l’hémisphère Sud.

Courant jet ou jet atmosphérique ou jet stream
Vents d’ouest très violents qui affectent les couches supérieures de la troposphère, principalement aux latitudes moyennes

Courantomètre à effet Doppler
Instrument permettant d’obtenir des profils verticaux continus de courants par effet Doppler (acoustic Doppler current profiler ou ADCP). La fréquence du signal acoustique réfléchi par les particules transportées par les courants dépend de leur vitesse.

Cryosphère
Ensemble du compartiment glacé de la Terre comprenant les calottes polaires de l’Antarctique et du Groenland, les glaciers de montage et la banquise.

Cyanobactéries
Anciennement dénommées cyanophycées (du grec cyano, bleu) tirent leur nom d’un pigment accessoire, la phycocyanine, même si ces algues sont plutôt jaunes ou orange car elles possèdent également un pigment rouge, la phycoérythrine. Certaines sont aptes à utiliser l’azote moléculaire comme source d’azote.

Cycle climatique ou Cycle glaciaire-interglaciaire
Période recouvrant un épisode glaciaire et un épisode interglaciaire, soit environ 100 000 ans.

Cyclone, Cyclonique
Cyclone : Zone de basse pression (dépression) des régions tropicales dans laquelle l’air s’engouffre en tourbillonnant avec des vents dépassant 200 km • h^-1 dans le sens inverse des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Nord (dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Sud).
Cyclonique : Mouvement horizontal tourbillonnaire qui s’effectue en sens inverse des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère autour des zones de basse pression.

Dansgaard-Oeschger (cycle de)
Oscillations climatiques brèves au cours de la dernière période glaciaire mises en évidence grâce aux forages de glace polaire. Ces alternances de périodes froides et chaudes, qui s’étendent seulement sur une période de 1 000 à 3 000 ans, atteignent presque l’amplitude d’une transition glaciaire – interglaciaire.

Dépression
Région où la pression atmosphérique en surface est minimale.

Dérive des continents
Théorie due à Alfred Wegener (1912) selon laquelle les continents, formés de sial, se déplaceraient au cours des temps géologiques sur le sima. Au début de l’ère mésozoïque, ces continents auraient constitué un bloc unique, la Pangée. Cette théorie est maintenant intégrée, avec des modifications et des précisions, dans la tectonique des plaques.

Voir Tectonique des plaques.

Dérive nord atlantique
Courant océanique entraîné vers le nord-est par la circulation des vents d’ouest associés à la zone dépressionnaire d’Islande. C’est la prolongation du Gulf Stream.

Diagenèse
Processus biologiques, chimiques et physiques qui transforment un sédiment en roche sédimentaire. Cette transformation débute dès le dépôt des particules et se poursuit au cours de leur enfouissement.

Diapycnal

A travers ou entre deux «isopycnes», par exemple le flux diffusif diapycnal transfère de la flottabilité (par processus thermohalin) d’une couche océanique supérieure à une couche sous-jacente, ce qui a pour effet d’alléger cette dernière et de la faire remonter.

Diffraction
Déviation par certains milieux d’un rayonnement électromagnétique hors du trajet prévu par l’optique géométrique. Ce phénomène se produit lorsque des ondes électromagnétiques rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent.

Diffusion, Diffusiomètre
Diffusion : Modification par certains milieux de la trajectoire d’un rayonnement électromagnétique incident dévié dans plusieurs directions.
Diffusiomètre : Radar embarqué sur satellite qui permet d’évaluer vitesse et direction du vent à la surface de la mer par analyse du signal rétrodiffusé dont l’intensité dépend de l’agitation de la surface marine sous l’effet du vent.

Dioxyde de carbone ou gaz carbonique ou CO₂
Corps composé, gazeux dans les conditions de température et de pression qui règnent sur la Terre, incolore, inodore et soluble dans l’eau. Sa molécule (CO₂) est formée de l’association d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène.

Divergence

Voir Convergence

Diversité spécifique
La diversité spécifique correspond au nombre d’espèces rencontrées dans une subdivision de l’environnement ou à un indice exprimant la répartition des individus au sein des espèces. On parle également de diversité biotique ou, maintenant, de biodiversité pour exprimer la variété des modes de vie et d’environnements.

DMS, DMSP
Le sulfure de diméthyle (DMS) est un gaz produit par la dégradation naturelle du diméthylsulfoniopropionate (DMSP), molécule produite par les algues, principalement le phytoplancton. Le DMS, composé organique soufré, est un acteur important de la régulation climatique contribuant à la formation de nuages. Ses émissions (45 Tg • an^-1) pourraient donc contrecarrer en partie le réchauffement.

Downwelling
Plongée d’eau de surface, notamment dans les régions océaniques de convergence.

Dryas récent
Brusque refroidissement intervenu il y a 12 000 ans en pleine période de déglaciation. Il serait dû à un ralentissement de la circulation thermohaline consécutif à d’importants apports d’eau douce.

Eau modale

Masse d’eau homogène formée par convection hivernale, caractérisée par des propriétés bien définies en termes de température, salinité et densité.

Eau-type

Voir Eau modale

Écosystème
Unité fonctionnelle formée des organismes (biocénose) et des facteurs de l’environnement (biotope) d’une aire ou d’un volume spécifique.

Écotone
Du grec eco, maison, cadre de vie et tonos, tension. Zone de transition entre deux écosystèmes ; par exemple entre une prairie et une zone arbustive ou une forêt. L'échelle considérée peut être locale ou régionale.

Effet de serre

Réchauffement de l’atmosphère terrestre résultant de l’absorption par des composés comme la vapeur d’eau ou le CO₂ du rayonnement infrarouge émis par la Terre. Cet effet naturel assure à la Terre une température moyenne de 15°C au lieu de –18°C. Les activités humaines accroissent cet effet de serre et peuvent ainsi modifier le climat.

Voir Gaz à effet de serre.

El Niño
Initialement, courant marin chaud superficiel dirigé vers le sud se développant parfois au large des côtes d’Équateur et du Pérou. Maintenant ce terme désigne l’épisode d’Enso caractérisé par un indice de l’oscillation australe fortement négatif et des températures océaniques anormalement chaudes à l’équateur et à l’est du Pacifique ainsi qu’un affaiblissement de la cellule de Walker.

Endémisme
Fait, pour une espèce ou une variété animale ou végétale, d’exister seulement dans une région géographique particulière.

Énergies fossiles
Sources d’énergie constituées dans le passé, comme le charbon, le gaz, le pétrole et qui se renouvellent seulement à l’échelle des temps géologiques. Leur utilisation revient à émettre en quelques années dans l’atmosphère plusieurs centaines de milliards de tonnes de carbone qui avait été stocké par photosynthèse en quelques dizaines de millions d’années.

Enso (El Niño – Souhern Oscillation)
Oscillation de la pression atmosphérique entre les hautes pressions du Pacifique central et les basses pressions de la région indopacifique couplée aux variations de la température de surface de l’océan Pacifique équatorial.

Voir El Niño et La Niña.

Environnement
Désigne le «cadre de vie de l’homme» et ses interactions avec la nature et le milieu urbain. Ce terme a été popularisé à partir des années 1960. On parle souvent de «problèmes d’environnement» correspondant à des atteintes à la nature lorsque la pression de l’homme devient trop forte.

Équateur météorologique

Voir ZITC

Équations primitives
Ensemble des équations complètes de l’hydrodynamique permettant notamment de décrire la circulation océanique. Encore appelées équations de Navier-Stocks.

Équatorial
Relatif à l’équateur. Régions proches de l’équateur.

Équilibre ou équation géostrophique

Voir Géostrophique

Équinoxe
Moment de l'année où le Soleil se trouve dans le plan équatorial (déclinaison nulle). La durée du jour et celle de la nuit sont alors égales (actuellement le 21 mars et le 21 septembre).

Eulérien, Lagrangien
Pour mesurer les propriétés d'un fluide en mouvement, deux systèmes cohabitent. La description eulérienne consiste à se placer en un point fixe du milieu et à observer les modifications des propriétés du fluide qui défile en ce point. La description lagrangienne consiste à observer les modifications des propriétés du fluide que l'on suit dans son mouvement.

Eutrophe

Qualifie un milieu riche en sels nutritifs et donc à forte
production primaire.

Extra-tropicale
Partie de la surface terrestre située au nord du tropique du Cancer ou au sud du tropique du Capricorne ; elle comprend les zones polaires et les moyennes latitudes.

Halocarbures
Nom générique désignant une molécule d'hydrocarbure (composée uniquement de carbone et d’hydrogène) dans laquelle on a remplacé une partie des atomes d'hydrogène par des atomes de gaz halogène (fluor, chlore, brome, iode, astate). Les HFC, PFC, CFC sont des catégories particulières d'halocarbures.

Halocline

Voir Thermocline

Hauteur (topographie) dynamique
Élévation locale du niveau de l’océan par rapport à une immersion de référence où le courant géostrophique est supposé nul (ou faible). Le plan horizontal à cette immersion est alors considéré comme une surface isobare (l’absence de gradient horizontal de pression implique un courant nul). Entre deux stations hydrologiques donnant la répartition de la densité jusqu’à cette immersion, la station présentant la densité moyenne la plus faible (sur toute cette profondeur) aura en surface une hauteur dynamique plus grande. À cette station, la surface de la mer se trouve à une altitude plus grande que celle de la seconde. Ainsi les thermographies satellitaires permettent de définir aisément la topographie dynamique des tourbillons océaniques. Un tourbillon «froid» (températures centrales plus basses que sur les bords), a les eaux les plus denses au centre. Ainsi on a un «creux» de la topographie (équivalent à un centre de basses pressions atmosphérique) et le tourbillon est cyclonique. À l’inverse, un tourbillon «chaud» est anticyclonique car il est caractérisé par une «bosse» de cette topographie (centre de hautes pressions).

Heinrich (cycle de)
Oscillations climatiques de la dernière période glaciaire qui se répètent à intervalles de 7 000 à 10 000 ans. Ils ont été détectés grâce aux débris rocheux transportés par les icebergs et retrouvés dans les sédiments marins. Il s’agit des épisodes les plus froids de la période glaciaire.

Herbivore

Voir Phytophage

Hétérotrophe
Organisme qui ne peut fabriquer lui-même tous ses constituants et doit, de ce fait, utiliser des matières organiques exogènes. Contraire d’autotrophe.

HFC (hydrofluorocarbones)
Nom générique désignant une molécule d'hydrocarbure dans laquelle on a remplacé une partie des atomes d'hydrogène par des atomes de fluor.

Voir Halocarbures.

HNLC
(high nutrients – low chlorophyll). Généralement, la richesse en sels nutritifs (phosphate et nitrate) permet d’estimer le niveau de production d’un écosystème pélagique. Certaines régions défient pourtant cette règle : les zones riches en sels nutritifs et pauvres en chlorophylle. C’est une carence en fer qui expliquerait le plus souvent l’extrême oligotrophie de ces zones situées dans le Pacifique équatorial, l’Antarctique et en mer de Béring, soit près du cinquième de l’océan mondial.

Hodographe
Courbe obtenue, dans un plan horizontal Oxy (en général avec Ox vers l’est, Oy vers le nord), soit par la projection verticale de la distribution (selon l’altitude pour le vent ou la profondeur pour le courant) des extrémités des vecteurs - vitesses horizontaux, en un lieu donné pour un instant déterminé (ex : spirale d’Ekman; vent d’un radio sondage), soit par l’évolution temporelle de l’extrémité d’un vecteur - vitesse eulérien (vitesse au point fixe). Dans ce dernier cas, on parle aussi de «rose» de vent ou de courant.

Holocène
Période actuelle qui a débuté il y a environ 10 000 ans. Elle fait suite au pléistocène, première phase du quaternaire.

Holoplancton
Ensemble des organismes permanents du plancton, qui réalisent tout leur cycle vital en pleine eau. S’oppose à méroplancton.

Hydrographie
Dans l’acception marine, ensemble des disciplines visant à assurer la navigation et sa sécurité notamment à l’approche des côtes : c’est-à-dire essentiellement la topographie des côtes et du fond des océans (cartes bathymétriques) et la marégraphie côtière (annuaire des hauteurs et des courants de la marée). Le terme anglais hydrography est un faux ami ; il se traduit par «hydrologie».

Hydrologie
Science qui a pour objet l'étude des propriétés physiques, chimiques et biologiques des eaux situées à la surface de la Terre et au-dessous de cette surface. L'hydrologie continentale étudie les fleuves, les lacs et marais, les eaux souterraines et les étendues d'eau solide des terres émergées, tandis que l'hydrologie marine s’intéresse aux mers et océans.
En océanographie, c’est l’étude de la répartition spatiale et de l’évolution temporelle des masses d’eau par leurs propriétés physiques et chimiques, notamment la température, la salinité et la teneur en oxygène en fonction de l’immersion ou de la pression. On parle de station hydrologique quand ces mesures sont effectués en un point déterminé et de section hydrologique pour un ensemble de stations effectuées sur un parcours donné.

Hydrosphère
Ensemble des fractions de la planète impliquées dans le cycle de l’eau : océans, glaces, surface des continents, atmosphère et biosphère. Estimée à 1,4 x 10¹⁸ m³, l’hydrosphère est constituée à 97,5 % d’eau salée. Près des trois-quarts de l’eau douce sont sous forme de glace, le quart restant se situant dans le sol. Finalement, les eaux de surface, qui conditionnent l’existence des écosystèmes aquatiques et régulent les activités humaines, représentent seulement 0,6 % des eaux douces.

Maillage
Opération d’échantillonnage qui permet de limiter les valeurs étudiées d’un milieu à celles qui existent aux nœuds d’un filet imaginaire (en deux ou trois dimensions). Cette étape est indispensable car un ordinateur ne sait pas gérer directement un milieu continu qui contient une infinité de points.

Marée

Bien que le terme «marée» ait pour origine le mot «mer», ce phénomène est considéré, dans son acception actuelle, comme la manifestation des mouvements de tout élément fluide ou solide de notre géosphère (noyau, magma, lithosphère, océan et atmosphère) liés à l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil.

Marée océanique

Onde induite par l’attraction lunisolaire se manifestant dans l’ensemble de l’océan par des oscillations d’allure périodique du niveau marin. Les spécialistes distinguent la marée relative au socle terrestre (celle qui est mesurée par un marégraphe) de la marée géocentrique (celle qui est mesurée par un satellite altimétrique par rapport au centre de la terre).

Marégraphe
Instrument mesurant et enregistrant par un graphe (marégramme) l’évolution temporelle de la hauteur du niveau marin près de côtes par rapport à un référentiel local (point géodésique le plus proche en général). Les variations rapides de cette hauteur sont préalablement filtrées. Cette mesure ne prend pas en compte les mouvements verticaux de la croûte terrestre. L’analyse des marégrammes permet de calculer les composantes de la marée (longues périodes, diurnes, semi-diurnes, etc.) ainsi que les niveaux moyens (journaliers, mensuels, annuels, etc.). Le suivi des niveaux moyens permet d’étudier la «climatologie» du site.

Masse d’eau
En océanographie, cette expression est toujours accompagnée d’un qualitatif se rapportant à une région océanique caractérisée par une eau modale (température, salinité et teneur en oxygène spécifiques). Au cours de son cheminement, cette masse d’eau voit ses caractéristiques évoluer lentement au cœur de la veine portant l’empreinte de l’eau modale originelle. L’étude de la distribution de ces caractéristiques (considérées comme des traceurs) a permis aux pionniers de l’océanographie physique, notamment George Wüst (1890-1977), de donner une vision de la circulation profonde (thermohaline) qui n’a pas été démentie. Par exemple, l’eau modale antarctique (particulièrement celle de la mer de Weddell : -0,9 °C, 34,65 UPS, PSU en anglais), donne naissance aux masse d’eaux antarctiques de fond qui, par continuité de ces caractéristiques, se retrouvent dans les trois océans (Atlantique, Indien et Pacifique).

Méridien
Suivant les méridiens. La composante méridienne d’un courant est donc la composante nord-sud.

Méroplancton
Larves d’espèces benthiques ou nectoniques qui passent le début de leur vie dans le plancton. S’oppose à holoplancton.

Méso-échelle ou Moyenne échelle
Échelle spatiale moyenne de la circulation océanique, voisine de 100 à 200 km aux latitudes tempérées.

Météorologie
Science des phénomènes atmosphériques qui permet de prévoir l’évolution du temps sur une durée courte (quelques jours) en fonction de conditions initiales bien déterminées.
La prévision météorologique se fonde sur une simulation numérique de l’évolution de l’atmosphère calculée à partir d’informations délivrées en permanence par un réseau de points d’information disposés suivant une maille souvent de dix kilomètres. Le passage à une maille kilométrique nécessiterait une puissance informatique multipliée par dix mille !

Méthane
Hydrocarbure saturé, le méthane (CH₄) est le plus simple des alcanes. C’est un gaz incolore, d’odeur légèrement alliacée. On obtient des produits de substitution par remplacement d’un ou plusieurs hydrogènes par des halogènes. Il se forme par fermentation au cours de la décomposition des matières organiques, d’où son appellation « gaz des marais ».

Méthode (problème) inverse
Se dit d’une approche consistant à déterminer les valeurs des paramètres caractérisant un système physique sans les mesurer directement mais en les déduisant d’autres paramètres entrant dans l’équation décrivant le système.

Micro-onde
Rayonnement électromagnétique dont le domaine de longueur d’onde se situe entre l’infrarouge et les ondes radio qui débutent à quelques mètres.

Milankovitch (cycles de)
Cycles de variation de paramètres astronomiques qui rend compte de l’alternance des périodes glaciaires et interglaciaires Cette théorie astronomique élaborée par l’astronome et mathématicien serbe Milutin Milankovitch (1879-1958) explique les alternances climatiques glaciaire/interglaciaire du quaternaire.

Modèle
Représentation idéalisée d’un phénomène naturel permettant de le comprendre ou de le prédire. Le modèle ne cherche pas à reproduire tous les aspects du phénomène naturel. Il peut être purement conceptuel (exprimant quelques lois simples de physique) ou utiliser une forme mathématique en utilisant des équations plus ou moins complexes pour traduire les lois de la physico-chimie gouvernant le phénomène. La résolution de certains modèles mathématiques impose le recours à des ordinateurs ; on parle alors de modèles numériques.

Modèle climatique
Les modèles climatiques permettent de reconstituer une «planète numérique» qui fonctionne de manière comparable à la vraie planète mais sur la base d’équations. Ces modèles couplent des représentations de l’atmosphère, de l’océan, des glaces de mer, des processus biogéochimiques. Ces modèles ont une histoire qui diffère de celle de la planète réelle mais leur climat (les conditions moyennes en un lieu donné) est, au contraire, de plus en plus réaliste.

Modèle météorologique
Les modèles météorologiques sont des modèles numériques de l’atmosphère utilisés dans une perspective de prédiction. La détermination de l’état de l’atmosphère «initial» (à partir duquel se réalise la prévision) constitue une difficulté importante. Elle met en jeu des techniques mathématiques complexes pour tirer partie d’un réseau d’observations mondial en temps réel. La durée de prévision fiable ne pourra jamais dépasser une dizaine de jours, limite dont les modèles actuels se rapprochent pas à pas.

Modèle numérique
Les modèles numériques sont utilisés dans une grande variété de disciplines, depuis l’aéronautique ou la construction d’une voiture au génie civil, à la chimie ou à l’économie. Les équations de la circulation océanique ou atmosphérique ne peuvent pas se résoudre de manière directe. Les ordinateurs permettent de calculer des solutions aux nœuds d’un maillage qui a un pas de quelques centaines de kilomètres à l’horizontale et quelques dizaines de niveaux verticaux. Toutes les échelles plus petites que la maille sont traitées de manière statistique, ce qui constitue une limitation de ce type de modèle. Les modèles numériques sont des outils de prévision mais également des outils d’analyse et de mise en cohérence des données climatiques et océaniques, très nombreuses mais souvent disparates.

Mouillage
Ligne ancrée au fond de l’océan et tendue jusqu’à la surface par une bouée. La ligne porte des instruments de mesure immergés.

Mousson
Nom donné à des vents saisonniers (de l’arabe mausim, saison). Ce terme fut appliqué à l’origine aux vents au-dessus de la mer d’Arabie qui soufflent de sud-est en été et de nord-ouest en hiver.