Upwelling côtier et dynamique des plateaux continentaux

Le long de certaines côtes balayées par les vents, l'eau de surface est entraînée vers le large et remplacée par de l'eau froide et riche en nutriments provenant des profondeurs, alimentant ainsi certains des écosystèmes marins et des pêcheries les plus productifs de la Terre.

Definition

L'upwelling côtier est la remontée, induite par le vent, d'eau profonde froide et riche en nutriments vers la surface près des côtes ; la dynamique des plateaux continentaux est l'étude des courants, du mélange et des processus d'échange qui régissent la circulation au-dessus des plateaux continentaux.

Scope

Ce sujet aborde la dynamique d'Ekman induite par le vent qui génère l'upwelling côtier, les principaux systèmes d'upwelling des marges orientales, la circulation et les fronts des plateaux continentaux, la saisonnalité et la variabilité de l'upwelling, ainsi que la forte productivité biologique et les pêcheries que l'upwelling soutient.

Core questions

• Comment les vents côtiers et l'effet Coriolis entraînent-ils l'upwelling côtier ?
• Où et quand les principaux systèmes d'upwelling se produisent-ils ?
• Qu'est-ce qui régit la circulation, les fronts et les échanges des plateaux continentaux ?
• Pourquoi l'upwelling rend-il certaines côtes extraordinairement productives ?

Key theories

Upwelling côtier induit par Ekman

Le vent le long de la côte entraîne un transport d'Ekman vers le large dans la couche de surface, et la conservation de la masse fait remonter de l'eau froide et riche en nutriments pour la remplacer près de la côte.

Contrôle ascendant (bottom-up) de la productivité de l'upwelling

Les nutriments fournis par l'upwelling alimentent une production primaire intense qui se propage le long de courtes chaînes alimentaires, expliquant pourquoi les systèmes d'upwelling des marges orientales soutiennent les plus grandes pêcheries du monde.

Mechanisms

Les vents soufflant le long d'une côte entraînent l'eau de surface vers le large par le transport d'Ekman ; pour conserver la masse, de l'eau plus profonde remonte le long de la côte, apportant de l'eau froide et chargée en nutriments dans la zone euphotique. Ces nutriments alimentent les efflorescences de phytoplancton qui soutiennent une abondance de poissons, tandis que les courants de plateau, les fronts et la topographie organisent la circulation et les échanges qui en résultent avec l'océan ouvert.

Clinical relevance

Les systèmes d'upwelling, tels que ceux au large du Pérou, de la Californie, de l'Afrique du Nord-Ouest et de la Benguela, produisent une part importante des captures mondiales de poissons ; de sorte que leur variabilité, induite par El Niño et le changement climatique, a des conséquences économiques majeures. L'upwelling peut également apporter de l'eau hypoxique et acidifiée sur les plateaux, ce qui stresse les écosystèmes.

History

La théorie d'Ekman sur le transport induit par le vent (1905) et les travaux de Sverdrup sur le courant de Californie ont jeté les bases de la compréhension de l'upwelling côtier ; des programmes ultérieurs ont quantifié les systèmes d'upwelling des marges orientales du monde et, à travers des travaux comme ceux de Bakun, ont examiné comment les changements de vents pourraient intensifier l'upwelling dans le contexte du changement climatique.

Key figures

• Vagn Walfrid Ekman
• Harald Sverdrup
• Andrew Bakun

Seminal works

• talley2011
• mann2006

Frequently asked questions

Pourquoi le vent soufflant le long de la côte provoque-t-il la remontée d'eau froide ?

L'effet Coriolis dévie l'eau de surface entraînée par le vent loin de la côte, de sorte que de l'eau plus profonde et plus froide doit remonter pour prendre sa place, un processus appelé upwelling côtier.

Comment El Niño affecte-t-il l'upwelling côtier ?

Pendant El Niño, les alizés s'affaiblissent et la thermocline s'approfondit au large du Pacifique oriental, de sorte que l'upwelling fait remonter de l'eau plus chaude et pauvre en nutriments, réduisant fortement la productivité et nuisant aux pêcheries telles que celle de l'anchois péruvien.