Un explorateur norvégien nommé Fridtjof Nansen a gelé son navire dans la glace de mer arctique en 1893. Il l’a fait exprès. Il pensait que piégé dans la glace de mer, qui se déplace avec les courants océaniques, il arriverait finalement au pôle Nord. Pendant trois ans, Nansen et son navire ont dérivé dans l’Arctique. Il n’est pas arrivé au Poteau. Mais il a eu beaucoup de temps pour faire des observations de l’environnement. L’une de ses observations était que la glace ne se déplaçait pas dans la même direction que le vent. Il se déplaçait constamment à droite de la direction du vent. Ce phénomène sera plus tard connu sous le nom de transport Ekman.
Lorsque le vent souffle sur l’océan, il déplace l’eau en raison de la friction à la surface de l’océan. Parce que la Terre tourne, l’eau de surface se déplace à droite de la direction du vent dans l’hémisphère Nord et à gauche de la direction du vent dans l’hémisphère Sud en raison de l’effet Coriolis.
La vitesse et la direction de l’eau en mouvement changent avec la profondeur. L’eau de l’océan à la surface se déplace à un angle par rapport au vent, et l’eau sous l’eau de surface tourne un peu plus, et l’eau en dessous qui tourne encore plus. Cela fait une spirale d’eau en mouvement de 100 à 150 mètres (330 à 500 pieds) de profondeur appelée spirale d’Ekman. La direction moyenne de toute cette eau de rotation est à environ un angle droit par rapport à la direction du vent. Cette moyenne est le transport Ekman.
La spirale d’Ekman et le transport d’Ekman sont nommés d’après le scientifique suédois V. Walfrid Ekman qui a décrit la spirale pour la première fois en 1905. Pour l’aider à créer un modèle mathématique de ces mouvements, Ekman a utilisé les observations que Fridtjof Nansen a faites lorsqu’il était gelé dans la glace de mer arctique.
Une spirale d’Ekman (A) est une colonne d’eau en rotation qui se forme lorsque l’eau se déplace selon un angle avec la direction du vent en raison de l’effet Coriolis. L’effet net de la rotation de l’eau (B) est un mouvement à angle droit par rapport à la direction du vent. L’exemple ci-dessus concerne l’hémisphère Nord. L’eau tourne vers la gauche au lieu de la droite dans l’hémisphère Sud.
Crédit: NOAA