Les modèles de circulation océanique ont un effet profond sur le climat mondial. Les vagues au plus profond de l'océan jouent un rôle important dans l'établissement de cette circulation, survenant lorsque les courants de marée oscillent sur un fond océanique irrégulier. Les ondes internes générées par ce processus remuent et mélangent l'océan, apporter du froid, l'eau profonde à la surface pour être réchauffée par le soleil.

Cette semaine dans le journal Physique des fluides , Des enquêteurs de l'Institut océanographique de la mer de Chine méridionale expliquent comment déterminer la direction que prendront les vagues internes. La théorie proposée unifie plusieurs explications précédemment comprises de la propagation des ondes.

Sans ces ondes internes, la circulation océanique profonde s'arrêterait et les océans deviendraient stratifiés en eau chaude superposée à des eaux profondes froides en permanence. Alors que les marées balaient chaque jour l'eau au fond de l'océan, de nombreuses vagues sont créées qui s'étendent verticalement du fond de l'océan à la surface de la mer.

Le mouvement répétitif de ces oscillations de marée provoque la superposition des ondes verticales, ou accumuler, jusqu'à ce qu'un soi-disant "faisceau d'ondes" se forme. Cette onde composite transporte l'eau des profondeurs océaniques vers la surface et se comporte un peu comme un faisceau de lumière, d'où son nom.

Les collines, les crêtes et les vallées du fond océanique jouent un rôle clé dans la génération de faisceaux de vagues. La limite d'un plateau continental, présentant une arête vive ou une rupture de pente, est également important dans ce processus. Un paramètre clé implique deux angles, l'un étant l'angle que fait le fond de l'océan avec l'horizontale, et l'autre, le faisceau d'ondes lui-même.

Si l'angle de la pente du fond de l'océan est inférieur à l'angle du faisceau de vagues, la situation est "sous-critique". Une situation "supercritique" se produit lorsque la pente topographique dépasse l'angle du faisceau d'ondes. Une situation « critique » existe lorsque les deux angles correspondent. Les travaux rapportés dans Physique des fluides explore la génération d'ondes internes dans les trois cas et explique que les faisceaux d'ondes se dirigent eux-mêmes. La figure ci-jointe montre les résultats typiques des simulations publiées.

L'existence de faisceaux de vagues transversaux à la topographie du fond de l'océan a été controversée et les explications récentes de ceux-ci sont inadéquates. La présente étude a été réalisée pour clarifier la littérature.

Les enquêteurs ont rencontré un résultat quelque peu surprenant pour le faisceau se trouvant sur une pente critique. Le point d'origine des faisceaux d'ondes (point magenta dans le panneau (b) de la figure) est proche, mais encore à une certaine distance de, la rupture brutale du plateau continental. Théoriquement, des ondes internes doivent être générées le long de toute la pente descendante, il n'est donc pas clair pourquoi les poutres devraient provenir de cet endroit mystérieux. Les recherches futures se concentreront sur la détermination de la raison pour laquelle cette caractéristique apparaît et ce que cela signifie pour les simulations de cet important phénomène mondial.