Couches d'Ekman et pompage d'Ekman

En général, le vent en altitude obéit à l'équilibre géostrophique entre le gradient horizontal de pression et la force de Coriolis : il suit donc les isobares. Dans la couche d'Ekman atmosphérique, le frottement intervient et le vent acquiert une composante agéostrophique normale aux isobares : en projection horizontale, l'extrémité du vecteur vitesse décrit une spirale d'Ekman (vue a). Un processus analogue se produit dans l'océan, où le courant de dérive superficiel est à droite du vent en surface dans l'hémisphère Nord (vue b). L'intégrale sur toute la couche d'Ekman du flux massique agéostrophique ( vers les basses pressions dans l'atmosphère et inversement dans l'océan ) vaut en valeur absolue 1/f fois le frottement interfacial. Sous une dépression tourbillonnaire, il y aura donc (vue c) convergence dans la couche limite planétaire d'un air dont la vitesse tangentielle est réduite, puis ascendance au centre , divergence à un niveau élevé atteignant parfois la tropopause, et retour à la périphérie. Ce pompage d'Ekman est le processus fondamental de perte d'énergie des grands tourbillons atmosphériques, et donc du comblement des dépressions.

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