Transport d’Ekman

Le transport d’Ekman est le débit horizontal par unité de largeur intégré dans une couche limite mise en mouvement par une contrainte, généralement celle du vent à la surface de l’océan. À distance de l’équateur, sa direction idéale est perpendiculaire à la contrainte : à droite dans l’hémisphère Nord et à gauche dans l’hémisphère Sud.

Bilan des forces

Le vent communique de la quantité de mouvement à la surface. La turbulence la transmet vers le bas, tandis que la force de Coriolis dévie le mouvement. Dans un état stationnaire idéalisé, l’intégrale verticale du courant équilibre la contrainte du vent par Coriolis. L’intensité du transport est proportionnelle à la contrainte et inversement proportionnelle à la densité de l’eau et au paramètre de Coriolis.

La vitesse locale ne pointe pas nécessairement à 90° du vent. Elle tourne et décroît avec la profondeur dans le modèle classique de spirale d’Ekman. Le transport à angle droit concerne la somme intégrée de ces vitesses dans toute la couche.

Convergences et divergences

Le long d’une côte, un transport dirigé vers le large crée une divergence de surface compensée par une remontée d’eau. Un transport vers la terre engendre une convergence et favorise la plongée des eaux. Au large, les variations spatiales du vent produisent également pompage ou aspiration d’Ekman.

Limites du modèle

À proximité immédiate de l’équateur, le paramètre de Coriolis tend vers zéro et la formule simple devient inadéquate. La stratification, les marées, les vagues, la topographie, les accélérations temporelles et la variabilité turbulente modifient aussi la profondeur et l’orientation de la couche réelle.

Un transport d’Ekman s’exprime en mètres carrés par seconde, car il s’agit d’un débit par unité de largeur. Il ne doit pas être confondu avec une vitesse mesurée à une profondeur particulière ni avec le débit total d’un bassin océanique.