Météorologie marine - Cours météo

Quelques fondamentaux

1 | La houle

La houle correspond à un ensemble de vagues s'étendant sur des dizaines voire plusieurs centaines de kilomètres. Elle est définie selon deux paramètres : sa hauteur (en mètres) et sa direction. La houle dépend entièrement du vent, elle est donc plus ou moins importante en fonction de la force du vent et du fetch*.

Plus généralement, la houle se forme au milieu d'un océan ou d'une mer. Ceci dit le vent reste indispensable pour qu'une houle puisse se former, il faut pour cela un conflit de masses d'air pour qu'il y ait formation de dépressions génératrices de rafales de vent au niveau de l'eau. C'est en hiver (dans l'hémisphère nord) que l'on retrouve les fameuses tempêtes liées à d'importants conflits de masses d'air qui génèrent des vagues parfois importantes menaçant directement le littoral. Lorsque le vent souffle localement, un ensemble de vagues (mer du vent) peut se former à l'endroit même où le vent souffle (ex : effet local dans le golfe du Lion entre Cerbères et Portiragnes → houle de secteur sud-est).

Concernant la taille de la houle, elle dépend certes du vent mais aussi de la profondeur de l'eau ; plus les fonds marins sont profonds et plus la houle aura une chance d'être grande lorsqu'elle atteint les côtes. Ce phénomène s'observe notamment dans des lieux privilégiés comme au Portugal par exemple à Nazaré où le relief sous-marin s'enfonce à plus de 200 mètres sous le niveau de la mer occasionnant parfois des vagues de plus de 20 mètres de haut.

L'état de la mer (en fonction de la houle) se déduit avec l'échelle de Douglas créée en 1917 :

* fetch : distance parcourue par le souffle du vent sur un plan d'eau sans rencontrer d'obstacle depuis l'endroit où il est créé (plus le fetch est important, plus la hauteur des vagues sera grande).

2 | Composantes de la houle

La houle est souvent associée à une sinusoïde alors qu'en réalité il s'agit d'un phénomène qui n'est pas périodique. Elle se caractérise par une hauteur mesurée de la crête au creux, ainsi deux dorsales rapprochées, ou deux creux, correspondent à une longueur d'onde (ʎ). L'amplitude crête à creux correspond à la moitié de la hauteur. Les ondes engendrées par le vent sont amplifiées au cours de leur propagation par la perte des composantes les plus courtes. Il s'agit d'un bon indicateur de l'intensité et de la taille de la tempête qui a engendré la houle.

3 | Comment prévoir la houle ?

La prévision de la houle s'effectue de nos jours avec des modèles météorologiques en prenant en compte l'intensité du vent et le périmètre sur lequel il prend effet (fetch). Par ailleurs en étant en bord de mer, il suffit de détenir un baromètre et un anémomètre girouette pour connaître la direction et la hauteur approximative des vagues. Ainsi, plus le vent est fort, plus la houle sera grande. Prenons un exemple : le vent souffle à plus de 80 km/h ce qui équivaut sur l'échelle de Beaufort par des vagues de plus de 6 mètres de haut. Cependant, il existe un temps de décalage entre le vent et la houle car étant beaucoup plus dense que l'air, l'eau met plus de temps à emmagasiner de l'énergie. Il en résulte un décalage entre l'effet du vent sur une mer ou un océan et l'apparition d'une forte houle.
 

E = ( ρ*g*h² ) / 8

Cette formule permet de connaître l'énergie mécanique des vagues en prenant en compte la déformation de la surface de l'eau (énergie potentielle → Ep) et les particules d'eau (énergie cinétique → Ec) avec ρ la masse volumique de l'eau, g le champ de pesanteur (9.81 N/kg) et h la hauteur d'une vague.

4 | L'upwelling

L'upwelling est un terme que l'on n'emploie quasiment jamais en météorologie, ceci dit c'est un phénomène bien connu à l'origine des variations de température dans l'eau. Certaines zones géographiques sont plus propices à ce type de phénomène comme le golfe du Lion notamment.

Mais comment se manifeste l'upwelling ?

Ce phénomène n'est pas compliqué à définir. Un fort vent amenant de l'air frais et sec souffle perpendiculairement à la côte sur la surface des mers et des océans (la houle près des côtes devient alors très faible voire nulle) et tend à faire baisser la température de l'eau. Imaginons un instant que nous sommes en été avec une température de l'eau avoisinant les 25°C dans le golfe du Lion. Si un vent de secteur nord-ouest se met à souffler fortement, les courants chauds présents près du bord des côtes seront emportés au large et l'air froid se trouvant au fond de la mer remontera à la surface et fera chuter la température de l'eau. Il arrive que la température de l'eau perde 4 à 5°C en l'espace de quelques jours seulement. Ce phénomène se fait d'autant plus remarquer en été quand l'eau se trouve dans des niveaux de température assez élevés (entre 18 et 25°C).

Upwelling dans le golfe du Lion le 22 août 2010 (épisode de Tramontane)

L'upwelling présente des conséquences tant sur le temps que sur l'environnement. Ainsi, lorsque ce phénomène se déroule, il permet la remontée de sels minéraux avec les courants froids favorisant le développement et la préservation de la faune maritime.

Termes techniques

LE VENT

*² 1 nœud → 1.852 km/h

*³ Force → Échelle de Beaufort

LE TEMPS

^*4 1 mille marin → 1 852 mètres