MODÉLISATION ET PRÉVISION OCÉANOGRAPHIQUES

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Islande : carte ancienne

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Anomalies du niveau de la mer mesurées par satellite

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Répartition mondiale des flotteurs du programme Argo

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Océanographie : déploiement d’un flotteur libre

Océanographie : déploiement d’un flotteur libre
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les modèles numériques

L’évolution des techniques instrumentales a permis aux mesures océanographiques de prendre un tournant décisif vers une description de l’océan plus globale dans l’espace et plus continue dans le temps. Comme on l’a vu, la « maquette » d’une planète Terre n’est pas réalisable en laboratoire, au sens de l’impossibilité de prendre en compte toutes les échelles spatiales et temporelles et leurs interactions. La compréhension des processus océaniques à l’échelle de la planète n’est alors possible qu’à l’aide de modèles numériques.

Un modèle numérique d’océan est une combinaison raisonnable de l’ensemble des connaissances disponibles. Partant des principes fondamentaux, comme la conservation de l'énergie ou de la quantité de mouvement, on détermine les équations caractérisant l’évolution dans le temps des grandeurs physiques (température, salinité, vitesse des courants…). Ces équations ont une forme mathématique continue. On définit ensuite une grille tridimensionnelle (un maillage) et on transforme les équations continues en équations discrètes (celles-ci deviennent alors une suite d’opérations sur chaque point de la grille). Avec cette étape, appelée discrétisation, on perd une partie du signal que l'on compense par l'addition d'une paramétrisation, représentant ce qui se passe à l'intérieur d'une maille. Ces équations discrétisées sont ensuite codées dans un programme informatique (le modèle numérique). On y adjoint des conditions initiales (l’état initial du système) et des conditions aux limites (c’est-à-dire à la frontière des océans avec l’atmosphère, et au fond des océans). Enfin, on fait « tourner » le modèle, c’est-à-dire que le programme est exécuté sur l’ordinateur pour calculer l’évolution dans le temps des différentes grandeurs physiques. Le modèle numérique permet donc de réaliser une expérience, de mettre en œuvre une maquette numérique de la planète Terre.

Océanographie : construction d’un modèle numérique

Océanographie : construction d’un modèle numérique

Dessin

Ce schéma résume les différentes étapes permettant l'élaboration et l'amélioration d'un modèle numérique d'océan. Les données de l'observation de la Terre (1) permettent de décrire des phénomènes que l'on traduit sous forme d'équations mathématiques selon les lois de la physique (2).... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Parallèlement aux observations in situ et satellitaires et aux expériences effectuées en laboratoire, l [...]

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Écrit par :

  • : directrice de recherche au CNRS, directrice de l'Institut national des sciences de l'Univers, CNRS
  • : ingénieure au CNRS, chef de projet NEMO, laboratoire LOCEAN, université Pierre-et-Marie-Curie

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«  MODÉLISATION ET PRÉVISION OCÉANOGRAPHIQUES  » est également traité dans :

MARÉES NOIRES

  • Écrit par 
  • Lucien LAUBIER
  •  • 7 597 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « La lutte à terre »  : […] Les déplacements des nappes d'émulsion en surface sont provoqués par les courants marins, qui entraînent les nappes dans leur direction et à leur vitesse propre, et par les vents, qui poussent les nappes dans leur direction, mais avec une vitesse de 3 p. 100 seulement de leur vitesse propre. Courants et vents combinent donc leur action et les nappes se déplacent selon la résultante de ces deux fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/marees-noires/#i_99648

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Pour citer l’article

Pascale DELECLUSE, Claire LÉVY, « MODÉLISATION ET PRÉVISION OCÉANOGRAPHIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 juillet 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/modelisation-et-prevision-oceanographiques/