Dynamique des fluides géophysiques

Présentation

Se former à la dynamique des fluides géophysiques et à la compréhension des mouvements des fluides planétaires, via des théories mathématiques, des exercices d'application, des expériences en laboratoire et éventuellement l'analyse de données, pour cette compréhension 

This course provides the bases of GFD to understand planetary fluid motion, via mathematical theories, exercises, lab experiments and possibly data analysis

Pré-requis nécessaires

Connaissances en dynamique des fluides incompressibles, homogènes ou stratifiés, non tournants, et en équation aux dérivées partielles, niveau M1

Knowledge of incompressible fluid dynamics (homogeneous or stratified) in non rotating frameworks, and knowledge of PDE (M1 level)

Compétences visées

avoir les bases théoriques pour pouvoir analyser des situations océaniques complexes, pour pouvoir en extraire les mécanismes fondamentaux, pour analyser des données in situ ou satellite, ou pour comprendre les équations sous jacentes aux modèles numériques océaniques

 

mastering theory to analyse complex oceanic situations to identify basic physical mechanisms, to analyse datasets or to understand the underlying equations of numerical models.

Descriptif

Description de l’océan et de l’atmosphère : structure, mouvement, variabilité

Importance de la rotation et de la stratification pour les fluides planétaires ; rappels sur température et densité potentielles

Les équations du fluide sur la planète tournante : équations Boussinesq non hydrostatique et équations primitives ; énergie et vorticité potentielle d'Ertel

Les équilibres fondamentaux : hydrostatique et géostrophique ; mouvements inertiels ; la quasi-geostrophie

Les équations shallow-water, la vorticité potentielle. Influence de l'effet beta et de la topographie.

exemples d'application des équations fondamentales : quelques ondes océaniques

Influence de la friction (et du vent) sur le mouvement : couche d'Ekman ; Circulation engendrée par le vent au dessus de la thermocline;

Instabilités et tourbillons (généralités)

Upwellings côtiers

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Influence of rotation and stratification on planetary fluid motions

hydrostatics, geostrophy, thermal wind, primitive equations

energy budget, potential vorticity conservation

shallow-water dynamics, TPP theorem, PV in SW, application to basic waves

quasi geostrophic approximation - low frequency motions, QGPV

influence of friction on motion, coastal upwellings

an opening to instabilities and vortices

Bibliographie

G Vallis, Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics, Cambridge University Press

J Pedlosky, Geophysical Fluid Dynamics, Springer Verlag

Langue d'enseignement

anglais