La modélisation des courants avec le vent et les vagues fournit des prévisions plus précises pour les prévisions météorologiques et les climatologues.

Alors que les ouragans gagnent en puissance à mesure que le climat change, modéliser avec précision les interactions entre l'atmosphère et l'océan devient de plus en plus important pour préparer les gens à accoster ou à évacuer. Les nombreux mécanismes du système atmosphère-océan, connus sous le nom de flux air-mer, rendent la modélisation extrêmement compliquée, toutefois.

Qi Shi, chercheur postdoctoral au Great Lakes Research Center de la Michigan Technological University, a créé la première analyse détaillée des réponses océaniques et atmosphériques aux courants, vagues et vent. Dans l'article "Coupling Ocean Currents and Waves with Wind Stress over the Gulf Stream" publié dans Remote Sensing cet été, Shi soutient que les modèles numériques actuels ne tiennent tout simplement pas compte de l'impact des vagues, courants et vent couplés. Ce couplage est crucial car sans lui, les modèles ne représentent pas avec précision les processus de la couche limite atmosphérique marine.

« Nous avons quantifié l'impact de ce couplage pour améliorer la précision des flux air-mer, car sans modélisation des courants, il y a un biais constant dans les modèles, » dit Shi. « Qu'est-ce qui cause ce parti pris ? Manque le spectre complet des mécanismes de rétroaction."

En termes simples :une meilleure modélisation donne aux prévisionnistes météorologiques et aux climatologues une image plus précise de ce qui se passe là où l'atmosphère et l'océan se rencontrent.

Une partie de ce qui rend la modélisation des flux air-mer si compliquée est le grand nombre de mécanismes de rétroaction dans le système :pour modéliser les vagues, il faut tenir compte de la rugosité de la surface et du vent; pour modéliser la température de surface de la mer, il faut tenir compte des différences de température air-mer, vapeur d'eau, humidité, évaporation et plus. La modélisation du vent et des courants de surface est tout aussi complexe.

Ouragans et climat

Les ouragans sont alimentés par la chaleur et l'humidité de l'océan. Les courants océaniques et les vagues modifient le cisaillement du vent et la rugosité de surface, qui sont des variables clés pour le calcul des flux de chaleur et de quantité de mouvement air-mer. En utilisant une haute résolution, système de modélisation océan-vagues-atmosphère couplé à trois voies, Shi a déterminé le rôle du couplage des courants océaniques, vagues et le stress du vent dans la réduction du biais du modèle dans le flux air-mer sur le Gulf Stream.

Le travail de Shi est la première étude détaillée des mécanismes du processus de couplage courant-onde-contrainte, qui peut être appliqué pour augmenter la précision des prévisions d'intensité des ouragans et de prévision climatique ainsi que pour mieux utiliser les observations satellitaires dans les modèles numériques.

"Nous apportons la preuve que l'observation des courants est importante et a une influence significative sur les modèles, " dit Shi.

Shi a déclaré qu'elle espère voir le lancement éventuel d'un satellite qui observe les courants océaniques pour valider les observations au sol.