Modèles stratifiés simples

Gradient de pression et équations de continuité dans les modèles stratifiés

Le concept de modèles stratifiés

La façon la plus simple de simuler la circulation océanique est de supposer que l’océan est homogène en densité. Un tel modèle ne présente aucune structure verticale. Comme nous l’avons vu dans la section 1.4, il existe une thermocline/pycnocline principale proéminente dans les océans. Le maximum de subsurface du gradient vertical de densité peut être idéalisé comme une fonction d’étape, et une façon naturelle de simuler la circulation océanique est de traiter l’océan comme un fluide à deux couches, en utilisant la thermocline principale comme interface. La couche inférieure se trouve sous la thermocline principale ; elle est très épaisse et l’eau dans cette couche se déplace beaucoup plus lentement que celle au-dessus de la thermocline principale. En bonne approximation, on peut supposer que le fluide dans la couche inférieure est presque stagnant. Un tel modèle ne comporte qu’une seule couche active ; il s’agit d’un modèle à gravité réduite. L’avantage d’un modèle à gravité réduite est sa capacité à capturer le premier mode barocline de la circulation et la profondeur de la thermocline principale. En ajoutant une couche supplémentaire au modèle standard à gravité réduite, on obtient un modèle à 2½ couches, qui est également abordé dans ce chapitre. La comparaison de ces modèles est décrite dans la figure 4.1.

Dans un sens, un modèle à gravité réduite est équivalent à l’utilisation de seulement deux grilles dans la coordonnée de densité. De même, les modèles multicouches sont des modèles fortement tronqués dans la coordonnée de la densité.