Modes méridiens

Si les modes baroclines verticaux reposent sur la stratification des océans, les modes méridiens ou latitudinaux des ondes de Rossby reflètent les effets de la variation du paramètre de Coriolis ƒ. Pour cette raison ces modes résultent de ce qui est appelé la dispersion β où β représente la variation du paramètre de Coriolis en fonction de la latitude. Ce paramètre de Coriolis ou fréquence de Coriolis ƒ, se définit à partir de la vitesse de rotation à la surface de la sphère terrestre, et qui augmente avec la latitude. Ce paramètre est nul en effet à l’équateur et atteint son maximum aux pôles.

Il existe différents modes de propagation des ondes de Rossby, qui se différencient par leur structure latitudinale. C’est la raison pour laquelle ils sont dits modes méridiens. Pour le premier mode barocline, la vitesse de phase[i] du premier mode méridien égale c/3. Autrement dit, au premier mode méridien les ondes de Rossby se propagent trois fois moins vite que les ondes de Kelvin (et dans la direction opposée). D’autre part l’onde est symétrique par rapport à la direction de propagation.

La vitesse de phase du second mode méridien égale c/5 et l’onde est antisymétrique par rapport à la direction de propagation. Les vitesses de phase diminuent lorsque le mode méridien augmente, passant de c/7 à c/9… Les ondes des modes impairs sont symétriques, celles des modes pairs sont antisymétriques. La structure méridienne se complique quand le mode augmente car l’amplitude de l’onde s’annule et change de signe périodiquement. Contrairement aux modes baroclines dont l’amplitude décroît avec le mode, les interfaces devenant alors de plus en plus superficielles, des modes méridiens d’ordre élevé peuvent être de grande amplitude sous l’action d’un forçage résonant, comme c’est le cas dans le Pacifique tropical. Dans la résolution des équations du mouvement, les termes de forçage dépendent en effet du mode méridien considéré. La tension du vent, par exemple, n’agit pas de la même manière sur le premier mode méridien, qui est symétrique par rapport à l’équateur, et le second mode méridien, qui est antisymétrique.

Glossaire

[i] Dans un milieu homogène, la propagation dans une direction donnée d’une onde monochromatique (ou sinusoïdale) se traduit par une simple translation de la sinusoïde à une vitesse appelée vitesse de phase ou célérité. Dans un milieu non dispersif, cette vitesse ne dépend pas de la fréquence (ou de la longueur d’onde). Dans ce cas toute onde complexe somme de plusieurs ondes monochromatiques subit aussi une translation globale de son profil, ceci sans déformation. Au contraire, dans un milieu dispersif la vitesse de phase dépend de la fréquence et l’énergie transportée par l’onde se déplace à une vitesse inférieure à la vitesse de phase, dite vitesse de groupe.

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s