Le document 3 est sur une image d'un satellite NOAA représentant les températures de surface de la mer. Les rayonnements captés se situent dans les longueurs d'onde de l'infrarouge thermique et les données acquises peuvent être converties en températures. Les images présentées résultent de compilations d'images acquises sur plusieurs jours, ce qui permet d'éliminer presque tous les nuages (sauf ceux qui apparaissent en blanc sur l'image). Le jour indiqué est le dernier de la série.
Document 3 - Températures
de surface de l'Atlantique au large de la côte est des Etats -Unis.
Sur
le document 3, on observe une masse d'eau chaude d'origine tropicale au sud et une masse
d'eau froide d'origine arctique au nord. Les eaux froides nettement délimitées occupent
le plateau continental et sont apportées des régions polaires par le courant du
Labrador. La masse d'eau tropicale chaude, plus de 30°C, localisée aux Antilles et dans
le golfe du Mexique remonte sous la forme d'une bande étroite : c'est le Gulf Stream. Ce
dernier est ensuite dévié vers le nord-est où il décrit des méandres et
génère des tourbillons. Sa température baisse progressivement.
Sur le document 3, à 30° de latitude, 1° de longitude vaut 111.cos 30° = 96 km. . Sur l'axe des abscisses, 30 degrés de longitude correspondent à 110 mm, soit 3,67 mm par degré. La largeur du courant mesurée étant égale à 5 mm correspond à 1,36 degré de longitude, soit 96 . 1,36 = 130 km.
Le document 4 est une carte de vitesse de déplacement des eaux du Gulf Stream. Les vitesses sont représentées par des couleurs mais aussi par des flèches. La longueur de la flèche est proportionelle à la vitesse, et la direction dans laquelle elle pointe indique le sens du courant. Ces champs de vitesses résultent de mesures d'altimétrie de la surface de la mer effectuées par des satellites radar : ERS, TOPEX-Poséidon, Jason et GFO (Geosat Follow-On, successeur de Geosat).. La banque de données fournit une image par jour. L'image choisie est celle du 28 mai 2006 afin de pouvoir la comparer avec celle du document 3.
Document 4 - Vitesse de
déplacement des eaux du Gulf Stream. Image du 28 mai 2006. On retrouve sur les deux images le tracé du courant montant vers le nord en longeant la côte des Etats-Unis puis en divergeant au niveau du Cap Hatteras. Le méandre en forme de w est bien reconnaissable. La carte des vitesses à plus petite échelle permet de suivre le courant plus à l'est. On constate que la vitesse est la plus rapide dans la portion sud, là où le courant est le plus étroit. On peut l'estimer d'après la légende à au moins 1 m.s-1, c'est à dire 3,6 km.h-1. Dans ses autres portions la vitesse est comprise entre 0,6 et 0,8 m.s-1. Le sens des flèches confirme l'écoulement ouest-est. Le document 5 donne les vitesses du courant selon une coupe transversale réalisée en deux lieux : le long de la Floride et au niveau du Cap Haterras.
On constate que la vitesse est plus forte au coeur du courant où elle atteint plus de 1,7 m.s-1. Cette zone où le flux est rapide est décentrée et n'affecte qu'une faible tranche d'eau superficielle. La vitesse diminue avec la profondeur. On peut considérer que la profondeur maximum des eaux constituant le courant est de l'ordre de 600 m. Elle atteint 1000 m au cap Hatteras. D'après le document 4, la vitesse des eaux environnantes est de l'ordre de 0,1 m/s (bleu foncé), donc globalement ce courant est 10 fois plus rapide que les eaux environnantes.
Le débit (ou flux) s'exprime en Sverdrup. 1 Sv = 1 million de m3.s-1. Calculer le débit du Gulf Stream le long de la Floride en tenant compte des éléments acquis précédemment. Pour simplifier, on prendra les valeurs suivantes : - largeur du courant
: 100 km Le volume déplacé en 1 seconde est : 100 000 x 500 x 0,5 = 25 millions de m3, soit un débit de 25 Sv On peut comparer ce débit avec celui des grands fleuves terrestres (cf. tableau ci-dessous)
Quelques
exemples de débits des eaux à la surface du globe Compléments :
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