Upwelling

Définition

Un upwelling est une remontée saisonnière d'eaux froides profondes des océans le long de certains littoraux. Cette remontée d'eau implique parfois la thermocline et contribue à un climat local.

L'upwelling est un phénomène océanographique qui consiste en un mouvement vertical des masses d'eau, depuis les niveaux profonds jusqu'à la surface. Ce phénomène est également appelé affleurement et l'eau de surface présente généralement un mouvement de divergence horizontal caractéristique.

Schéma de formation d'un upwelling:

Dans ce schéma de formation d'un upwelling le long d'une côte, les caractéristiques bathymétriques telles que le plateau continental et les monts sous-marins interagissent avec les courants océaniques et les vents pour produire des régions d'upwelling, où les eaux riches en nutriments sont amenées à la surface.

Explications

L'upwelling côtier est le plus connu et le plus lié aux activités humaines car il donne naissance aux zones de pêche les plus productives. Les eaux profondes sont riches en nutriments qui comprennent les nitrates et les phosphates, qui sont le produit de la décomposition de la matière organique coulée des eaux de surface. Lorsqu'ils sont amenés à la surface, ces nutriments sont utilisés par le phytoplancton, avec du CO₂ dissous (dioxyde de carbone) et l'énergie solaire, pour produire des composés organiques à travers le processus de photosynthèse.

De cette manière, les régions d'upwelling produisent des niveaux de production primaire très élevés (la quantité de carbone fixée par le phytoplancton) par rapport à d'autres zones de l'océan. La production primaire élevée induit l'activité de la chaîne alimentaire puisque le phytoplancton est la base de la nourriture océanique.

La clé de la physique qui donne lieu à l'upwelling côtier est le mouvement de rotation terrestre qui donne lieu à une compensation inertielle de la différence de vitesse entre les eaux superficielles et les eaux profondes et entre les eaux superficielles de la zone intertropicale et de la zones tempérées et polaires. L'upwelling des eaux profondes et froides existe surtout sur les côtes occidentales des continents dans la zone intertropicale atteignant des latitudes subtropicales, comme on peut le voir dans la localisation des climats désertiques sur ces côtes.

Au contraire, les côtes orientales des continents ont, sous les mêmes latitudes, des climats plus chauds et plus pluvieux, produits par des eaux plus chaudes. Il se rencontre également dans les latitudes arctiques (côte ouest du Groenland, par exemple) et, dans une moindre mesure, dans l'Antarctique (côte ouest de la péninsule antarctique). Comme il est logique, dans ce cas, les côtes les moins froides sont occidentales et c'est pourquoi la population du Groenland est concentrée sur la côte ouest, étant beaucoup plus froide sur la côte est.

Rôle des vents

Le rôle joué par les vents dominants ou planétaires dans l'upwelling des eaux froides est insignifiant, comme il a déjà été découvert au début du 16^ème siècle sur la côte est de la Floride, lorsque les bateaux soufflaient du nord-est le sud-ouest sur un parcours presque parallèle à cette côte) adossé au vent car le courant du golfe, très fort dans cette zone, les poussait dans cette direction, comme l'expliqua Pedro Mártir de Anglería dans un des livres les plus importants de le temps d'étudier la science qui expliquait les terres nouvellement découvertes.

Ce qui se passe dans ce cas est que les courants marins et les vents planétaires ont généralement le même modèle sur leur trajectoire (l'exemple cité par Anglería était une exception) et l'upwelling des eaux froides du courant des îles Canaries n'est pas il doit aux alizés mais à la montée des eaux froides dans la pente continentale africaine puisque si c'était dû aux vents, les eaux ne pourraient pas être si froides. En d'autres termes : si le courant froid des îles Canaries était dû aux vents qui soufflent à la surface, les eaux ne seraient pas si froides.

Un phénomène connexe est trouvé à l'équateur. Les vents d'est soufflant le long de l'équateur dans le bassin Atlantique transportent de l'eau vers la droite (au nord) et ces mêmes vents dans la partie sud de l'équateur transportent l'eau vers le sud (effet Coriolis). dans chaque hémisphère ils induisent la masse mobile à se déplacer vers la droite au nord et à gauche au sud), la divergence générée à l'équateur se traduit par une remontée d'eau riche en nutriments, et aboutit au fait remarquable que La région équatoriale peut être vue depuis l'espace une large ligne de fortes concentrations de phytoplancton.

Grands et petits upwellings

Les upwellings à grande échelle peuvent également être trouvés dans l'océan Austral. Ici, les vents d'ouest (qui se dirigent vers l'est) soufflent autour de l'Antarctique, transportant un important courant d'eau vers le nord. De là, il n'y a pas de continents dans une amplitude de latitude entre l'Amérique du Sud et la pointe de la péninsule antarctique, certaines de ces eaux sont tirées de grandes profondeurs.

Dans de nombreux modèles numériques et de la synthèse observationnelle, l'upwelling de l'océan Antarctique représente le principal moyen par lequel l'eau profonde et dense est amenée à la surface. Des surtensions plus superficielles produites par le vent se retrouvent également dans l'Atlantique Nord et le Pacifique Nord, associées aux circulations du virage subtropical dans le sens des aiguilles d'une montre.

Certains modèles de circulation océanique suggèrent que des upwellings à grande échelle surviennent sous les tropiques, car les écoulements par pression convergent l'eau vers les basses latitudes où elle est chauffée de façon diffuse par le haut. Les coefficients de diffusion requis semblent toutefois être supérieurs à ceux observés dans l'océan réel. Cependant, certaines surtensions diffuses existent probablement.

Les upwellings localisés peuvent être dus au détournement des courants profonds par une montagne sous-marine fournissant une île riche en nutriments dans les zones de l'océan où la productivité serait autrement basse. Ceux-ci fournissent les îles de la vie dans de telles zones et sont importants pour les migrations d'espèces et la pêche humaine. Des situations d'urgence peuvent également survenir lorsque des cyclones tropicaux demeurent sur une zone, se déplaçant à des vitesses inférieures à 8 km/h.

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