Variabilité de la température et de la salinité dans les eaux métropolitaines
Mis à jour le | Commissariat général au développement durable
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Panorama général
Une eau chaude et peu salée est moins dense (« plus légère ») qu’une eau froide et salée (« plus lourde »). La première aura tendance à se trouver en surface, la deuxième en profondeur. Mais curieusement, si ces deux masses d’eau se retrouvent au même niveau, à cause de la rotation terrestre, elles ne vont pas glisser l’une sous l’autre mais rester côte à côte en créant un courant appelé courant géostrophique. La température et la salinité permettent donc d’identifier les différentes masses d’eau, d’en quantifier le mélange et d’en déduire une partie des courants marins. Localement, la salinité est modifiée par le bilan de l’évaporation et des précipitations, ainsi que par l’apport d’eau douce par les fleuves. On distingue des bassins de concentration comme la mer Rouge et des bassins de dilution comme la mer Baltique. La mer se refroidit fortement sous l’effet du vent car l’évaporation « consomme » de la chaleur ; a contrario elle se réchauffe sous l’effet des rayons du soleil. L’historique des mesures associé à des outils statistiques permettent aujourd’hui d’appréhender certaines tendances au réchauffement ou au refroidissement, témoins de variations climatiques ou interannuelles.
Le cycle saisonnier de température de la mer ne concerne qu’une couche de surface, de l’ordre de quelques dizaines de mètres.
Au printemps, le rayonnement solaire commence à dominer le refroidissement par évaporation. La température de surface augmente alors de plusieurs degrés, créant ainsi une couche de surface plus chaude (sur environ 20 mètres), donc moins dense, qui isolera efficacement les couches d’eau profondes jusqu’à l’automne. La frontière entre la couche de surface et les couches de fond est franche et efficace. Elle est appelée thermocline saisonnière et correspond également à une barrière biologique. Il faut de l’énergie pour casser cette barrière et mélanger les eaux de surface et de fond. Cela peut se produire à l’occasion de coups de vent ou de tempêtes.
En Manche – mer du Nord et mers Celtiques, les courants de marée, parfois violents, interdisent en certains endroits la formation de cette thermocline. Près des côtes, en fonction de leur orientation, le vent peut aussi écarter la couche d’eau chaude de surface vers le large et « pomper » de l’eau profonde et froide. Ce phénomène appelé « upwelling » est surtout sensible dans le golfe du Lion, en Méditerranée. Plus en profondeur, la température varie moins au cours de l’année.
La salinité est de l’ordre de 35 à 35,5 PSU (1 PSU = 1 g de sel par kg d’eau) en Manche – mer du Nord, mers celtiques et golfe de Gascogne tandis qu’elle varie de 37,5 à 38,5 PSU en Méditerranée occidentale. Localement, aux débouchés des estuaires, la salinité peut chuter fortement. Les panaches des grands fleuves peuvent entraîner des dessalures des eaux de surface éloignées des embouchures. C’est ainsi que l’effet de la Gironde et de la Loire peuvent être ressentis jusqu’à la pointe bretonne, la Seine jusqu’au Pas de Calais et le Rhône jusqu’à Perpignan. Avant d’être diluées et transportées vers le large, les eaux douces des fleuves se présentent comme des « lentilles » d’eau dessalée surnageant sur les eaux plus salées, donc plus denses de l’Océan.
Sur les marges continentales et la plaine abyssale, les variations de température et de salinité reflètent d’avantage les différentes masses d’eau. C’est ainsi que l’on trouve dans le golfe de Gascogne vers 800 m de profondeur des « bulles » d’eau méditerranéenne sorties par le détroit de Gibraltar et caractérisées par une température et une salinité plus élevées que les eaux environnantes. Le long du talus, en Méditerranée Nord-Occidentale, coule le courant Nord formé par des eaux moins salées rentrées en surface par le même détroit.
Analyse générale
D’un point de vue thermique, les mers des façades métropolitaines peuvent se diviser sur la verticale en 3 zones distinctes :
- Une couche de surface d’une épaisseur de 20 à 30 m, directement sous l’influence du cycle saisonnier. Sa température varie de 7-9°c en hiver à 20°c en été pour la façade Manche – Atlantique, et de 10-12°c à 25°c pour la Méditerranée. Cette couche n’est pas uniforme et peut disparaître localement sous l’effet du mélange induit par les courants de marée (Manche, mer du Nord, mers Celtiques) ou de forts coups de vent faisant remonter en surface des eaux froides de couches plus profondes (golfe de Gascogne, Méditerranée) ;
- Lorsque le plateau continental est plus profond que la couche de surface, les masses d’eau sont isolées du réchauffement printanier. Elles conservent plus ou moins leur température hivernale en se réchauffant tout de même lentement du printemps à l’automne. Sur la façade atlantique, en Manche et en mer du Nord, cette température varie de 9 à 13°c, tandis qu’elle fluctue de 12 à 16°c sur le plateau du golfe du Lion, en Méditerranée ;
- Sur les plaines abyssales de Méditerranée Nord-Occidentale et du golfe de Gascogne, les températures sont quasiment constantes : autour de 12-13°c en Méditerranée et de 6 à 13°c dans le golfe de Gascogne. Leurs différences indiquent la présence des différentes masses d’eau.
Concernant la teneur en sel, le cycle saisonnier est très faible en dehors des zones très côtières soumises aux ruissellements terrestres et aux cours d’eau côtiers, et dans les panaches des grands fleuves (Seine, Loire, Gironde, Rhône). La salinité moyenne décroit lentement du Sud du golfe de Gascogne (35,5 PSU) au Pas de Calais (35 PSU). Elle est nettement plus élevée en Méditerranée (37,5-38,5 PSU). Comme pour la température, sur la plaine abyssale, il est possible de séparer les masses d’eau et de quantifier leurs mélanges en examinant les faibles variations de salinité.