Cartographie numérique: Une belle géovisualisation de la NASA sur les courants océaniques à travers le monde

Source : « Going with the Flow: Visualizing Ocean Currents with ECCO » (NASA Science).

Le studio de visualisation scientifique de la NASA propose une très belle géovisualisation des courants océaniques à travers le monde. Celle-ci a été produite à partir du modèle « Estimating the Circulation and Climate of the Ocean » (ECCO) utilisé pour visualiser les courants. Le modèle de circulation océanique ECCO intègre des observations provenant de sondes spatiales, de bouées et d'autres mesures in situ pour garantir sa précision. ECCO est un projet conjoint entre la NASA/JPL, le MIT et l'Université du Texas à Austin. Les données du modèle utilisées pour cette visualisation proviennent d'ECCO-2 et couvrent les années 2021-2023. Les tourbillons formés par ces courants océaniques revêtent une dimension esthétique, presque picturale. On dirait une toile bleue de Van Gogh !

Un océan en mouvement : la vue fascinante de la NASA sur les autoroutes sous-marines (crédit : NASA Goddard)

En 2011, la NASA a utilisé ECCO2 pour créer une visualisation appelée « Perpetual Ocean ». Océan Perpétuel continue d'être extrêmement populaire, mais il ne montre que les courants océaniques en surface. Dans cette nouvelle visualisation, la NASA a utilisé la 3D pour visualiser certains des courants océaniques les plus forts. Le procédé repose sur la libération de particules virtuelles dans l'océan de manière à leur permettre de se déplacer avec le champ de vitesse tridimensionnel de l'océan. Chaque particule possède une trace permettant de mieux visualiser sa direction . Les particules initialisées à plus de 600 mètres de profondeur ont une traînée de 3 jours, celles initialisées à plus de 600 mètres ont une traînée de 6 jours. Les traînées de particules permettent d'identifier les courants les plus forts, resserrés dans d'étroites ceintures à l'ouest de chaque bassin océanique. On les appelle courants de bordure occidentale. Les méandres en boucle des courants de bordure forment parfois des anneaux turbulents (tourbillons) qui peuvent piéger des eaux froides ou chaudes en leur centre, puis se séparer du courant principal. En général, les courants de bordure occidentale sont chauds et salés.

La visualisation commence par une vue en rotation globale avant de ralentir pour observer le courant de bordure occidentale le long de la côte ouest de l'océan Pacifique, le long des côtes australiennes et asiatiques. Un zoom avant montre le courant de Kuroshio au large du Japon. Le long de la côte japonaise, le courant présente de larges méandres qui peuvent persister plusieurs mois plus ou moins au même endroit. La température du courant de Kuroshio varie de 20 à 25 °C. Sa salinité peut varier selon les saisons, avec une valeur moyenne de 34,5.

L'animation zoome ensuite pour se déplacer au niveau de l'océan Indien. Celui-ci présente de grandes variations de salinité. Sa partie occidentale est assez salé (> 36) en raison des apports de débordement des mers marginales (par exemple, le golfe Persique et la mer Rouge), tandis que sa partie orientale est plus douce (~ 35) en raison des apports fluviaux en provenance de l'Inde. Le courant indonésien (33-34) et transporte de l'eau douce du Pacifique. Nous zoomons ensuite sur la pointe sud de l'Afrique. L'échange d'eau de l'océan Indien vers l'Atlantique Sud se produit ici. Le courant des Aiguilles est un autre courant de frontière occidentale qui suit de près la pente du plateau continental. Le plateau continental le long de la côte est de l'Afrique australe est assez étroit et abrupt. Cette topographie en pente stabilise le courant des Aiguilles de sorte qu'il ne présente pas de larges méandres que l'on peut trouver dans d'autres courants de bordiure tel le Kuroshio. Le courant des Aiguilles dépasse le continent africain, se déplaçant dans l'Atlantique Sud, puis rétrofléchit vers l'océan Indien. Lors de cetterétroflexion, des anneaux chauds (20 à 25 °C) et salés (~35,5 °C) se détachent. Les tourbillons détachés du courant ont une durée de vie de plus de deux ans et traversent l'océan Atlantique Sud. Ces tourbillons sont appelés anneaux des Aiguilles.

Un autre courant de bordure occidentale, le Gulf Stream, apparaît le long de la côte est de l'Amérique du Nord. Le Gulf Stream se forme dans le détroit de Floride. C'est l'un des courants les plus rapides de la planète, avec une vitesse de surface pouvant atteindre 2,5 mètres par seconde. Dans le Gulf Stream, des noyaux froids (principalement anticycloniques) se forment lorsque le courant serpente vers l'est en quittant la côte nord-américaine (au large du cap Hatteras, en Caroline du Nord). Le diamètre des tourbillons peut atteindre 1 000 km. En zoomant sur le Gulf Stream, on observe que l'eau de surface chaude (> 25 °C) se déplace vers les pôles (tracés de particules blanches). Le Gulf Stream est généralement le courant de bordure occidentale le plus chaud et le plus salé. Un courant de retour se déplace vers le sud, à moins de 500 m de profondeur (tracés de particules bleues), transportant les eaux froides du pôle. Les courants en boucle du golfe du Mexique forment de très grands tourbillons persistants. Ils transportent les eaux chaudes et très salées des Caraïbes dans le golfe. En s'éloignant du Gulf Stream, on s'aperçoit que l'Atlantique est généralement beaucoup plus salé que le Pacifique.

Pour accéder aux différentes géovisualisations :