Den fysiske oceanografi er studiet af tilstanden og fysiske processer i havet , hovedsagelig bevægelse og egenskaber af oceaniske vandmasser.
Fysisk oceanografi er en af de fem grene af oceanografi , de andre fire er havbiologi , kemisk oceanografi , havgeologi og havmeteorologi . Fysisk oceanografi er interesseret i særlige tilfælde af dynamikken i geofysiske væsker .
Matthew Maury , en af pionererne inden for oceanografi, sagde i 1855 : Vores planet er dækket af to enorme oceaner; den ene er synlig, den anden usynlig; den ene under vores fødder, den anden over vores hoveder; den ene omslutter den helt, den anden dækker omkring to tredjedele af dens overflade. Havets grundlæggende rolle i udformningen af Jorden anerkendes af miljøforkæmpere , geologer , geografer og enhver, der er interesseret i den fysiske verden. Det unikke ved vores planet skyldes stort set tilstedeværelsen af oceaner .
Cirka 97% af vandmængden på Jorden findes i havene, og det er de samme oceaner, der er den vigtigste kilde til vanddamp til atmosfæren og derfor nedbør i form af regn eller sne på havene. Kontinenter (Pinet 1996 , Hamblin 1998). På den anden side modererer den enorme varmekapacitet i havene planetens klima , og absorptionen i havet af mange gasser påvirker atmosfærens sammensætning . Havet går så langt som at ændre sammensætningen af vulkanske klipper i bunden af havene, ligesom sammensætningen af gasser og magmaer skabt i subduktionszoner . En jord uden hav ville bestemt ikke kunne genkendes.
Havene er meget dybere end kontinenterne er høje. Den gennemsnitlige højde af vores jordoverflade er kun 840 meter , mens den gennemsnitlige havdybde er 3.800 meter. På trods af denne vigtige forskel er ekstrema som kamme og grove sjældne for både havbund og landoverflade.
Puerto Rico grøft
Global ocean badymetri
Hurtige bevægelser er stort set domineret af tyngdekraftsbølger , især bølger og tidevand . Bølger spiller en væsentlig rolle i vekselvirkningerne mellem havet og atmosfæren, fordi de bestemmer (og bestemmes også af) vindens "friktion" på havets overflade. Andre tyngdekraftsbølger , interne bølger , trækker deres energi fra overfladebølger og spiller også en vigtig rolle, især når de stiger i store dybder, hvilket resulterer i delvis blanding af det dybe vand og hjælper med at opretholde den nuværende havcirkulation. Alle disse bølger frembringer turbulente bevægelser under deres bølge eller på grund af friktion i bunden. Hurtige oceaniske processer kan studeres dynamisk eller energisk.
Et af de mest observerede langsomme fænomener i oceanografi er den globale cirkulation, der genereres af vinden, tætheden af vandmasser såvel som badymetri . Denne cirkulation kaldes også termohalincirkulation, fordi saltmængden og temperaturen i vandmasserne har stor indflydelse på vandets halinindhold . Vi finder også det engelske udtryk MOC (Meridional Overturning Circulation). En af illustrationer, som er velkendt for offentligheden, af termohalincirkulationen er Golfstrømmen .
For at måle tendenser, korrelationer mellem forskellige fysiske parametre, verificere teorier, har oceanografer flere værktøjer:
In-situ observationer var de første kilder til information om havet. Meget forskellige instrumenter er blevet produceret gennem oceanografiens historie, i øjeblikket blandt alle måleinstrumenter, vi kan nævne:
Nogle af disse foranstaltninger finansieres af det europæiske MyOcean- projekt og indsamles af DAC'erne: - AOML (USA). - MEDS (Canada). - JMA (Japan). - CORIOLIS (Frankrig). - BODC (UK). - CSIRO (Australien) ... Alle disse observationer er gemt i databaser såsom Coriolis administreret af Ifremer eller WOD fra NOAA . Dataene kan ses og downloades.
De modeller , der anvendes ved fysiske oceanograferne er matematisk-computer repræsentationer af fysiske variabler, såsom strøm, bølger, tidevand, niveauer, temperatur, saltholdighed, ... Disse oceanmodeller kan tvinges af atmosfæriske observationer eller reanalyser (vind, varmefluxer, ferske strømme, gas- eller stofstrømme) til undersøgelse af den oceaniske reaktion på atmosfæriske udsving de kan kombineres med en atmosfærisk model til undersøgelse eller prognose for klimaet eller kombineres med biokemiske modeller til undersøgelse af marine økosystemer. Dette er komplekse værktøjer, der har udviklet sig meget siden 1980'erne.Oceaniske modeller med primitive ligninger i dag giver ret realistiske repræsentationer af udviklingen observeret i naturen i tre dimensioner. Simuleringerne af det globale hav eller underregioner adskiller sig især ved deres vandrette opløsning: De fineste globale simuleringer har i øjeblikket opløsninger i størrelsesordenen 1/10 ° (omkring ti kilometer ved ækvator), og regionale simuleringer kan nå 100 m vandret opløsning eller mere. Numeriske simuleringer supplerer den viden, der er resultatet af observationer eller teoretisk udvikling, men kræver en nøjagtig evaluering med hensyn til denne information. Når det er nødvendigt (initialisering af prognoser, syntese af tidligere observationer), assimilering af rumlige og in situ oceaniske data gør det muligt at tvinge havenes simulerede tilstand til at forblive tæt på sin målte tilstand ved at tage hensyn til usikkerheden ved observationer og modeller selv.
Satellitter som ERS2 giver anden information om havets overflade såsom vandets ruhed (bølger), farven på vandet ( uklarhed ), havenes højde ( havoverfladehøjde ) eller endda saltholdigheden . Disse højdemetriske data føder også havmodeller og krydses undertiden med in situ- data .
Mange teorier fra væskedynamik er blevet anvendt i oceanografi for at forklare strømme, bølger og cirkulationer. Blandt de bedst kendte er Harald Sverdrup og Vagn Walfrid Ekman ( Ekmans transport ), der bygger broer mellem hav og atmosfære.
| Forkortelse | Laboratorie navn | Beliggenhed |
|---|---|---|
| LOPS | Physical and Space Oceanography Laboratory | IUEM, Brest, Plouzané Technopole |
| HAVET | Oceanografi og klimalaboratorium | Paris Pierre-Simon-Laplace Institute |
| LGGE | Laboratorium for glaciologi og miljøgeofysik | Grenoble University Domain |
| PÅ TIR | Marine Environmental Sciences Laboratory | IUEM Brest, Plouzané |
| KÆRLIGHED | Villefranche Oceanografilaboratorium | Villefranche sur mer |
| LEGOS | Space Geophysics and Oceanography Studies Laboratory | Toulouse , Cotonou , Noumea |
| MIO | Middelhavsinstituttet for oceanologi | Marseilles |
| Forkortelse | Institutionens navn | Beliggenhed |
|---|---|---|
| NODC | National Oceanographic Data Center | Silver Spring Maryland USA |
| CSIRO | Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization | Clayton South, Victoria, Australien |
| WHOI | Woods Hole Oceanographic Institution | Woods Hole , Massachusetts , USA |
| BODC | British Oceanographic Data Center | Liverpool UK |
| AOML | Atlantisk Oceanografisk og Meteorologisk Laboratorium | Miami, Florida USA |
| KORDI | Korean Oceanographic Research and Development Institute | Ansan-si, Korea |
| INCOIS | Indian National Center for Ocean Information Service | Hyderabad Indien |
| JMA | Japans meteorologiske agentur | Tokyo Japan |
| CSIO | China Second Institute of Oceanography | Kina |