eau de mer à seulement 4°C

[apzo11]

Bonjour à tous,
Une question qui me trotte dans la tête depuis quelques jours, alors quoi de plus simple que de la poser ici.

Pourquoi la température moyenne des océans est de seulement 4°C.

Après quelques recherches sur le NET, j'ai pris concience de la bizarerie de la densité de l'eau qui comporte un maxima pour 4°C.

Cela peut expliquer que l'eau du fond sera à 4°C: ça d'accord je le comprends.

J'ai appris que la température moyenne de surface des océans est d'environ 17°C, mais cette valeur m'explique rien car cette moyenne n'a surement pas beaucoup d'influence sur "l'épaisseur" totale.

Donc la question reste entière, pourquoi la moyenne de 4°C n'est pas plus élevée.
1- car l'eau est un conducteur thermique pas trop mauvais et devrait bénéficier de l'apport calorifique du soleil.

2-La moyenne des températures de la terre à quelques mêtres de profondeur est égale au moyenne annuelle. Ceci ne semble pas être le cas pour l'eau de mer alors qu'elle conduit mieux la chaleur que la terre.

Merci pour les explications.
apzo11
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[invite80c11ef6]

Bonjour !... ou plutôt bonsoir...
Les phénomènes de convection sont prépondérants pour un fluide... donc l'eau chaude reste en haut...
Chauffer de l'eau par le haut ne fonctionne pas du tout !

A plus...

[invite62a756ee]

bonjour ;
je crois que les courant marin joue un grand rôle dans la détermination de la température de l'eau de mer il y a toujours des courant froid qui vient du pôle nord "ou bien sud" , ces courants gagnent de la chaleurs en s'approchant de l'équateur .
http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_marin

[invite62a756ee]

Voila une carte qui donner les emplacement des courant chaux et froid .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

Après quelques recherches sur le NET, j'ai pris concience de la bizarerie de la densité de l'eau qui comporte un maxima pour 4°C.

Pour l'eau douce. Pour l'eau salée, c'est différent.

À la salinité typique des océans, le maxima de densité est à la température de fusion ; autrement dit, la densité de l'eau salée liquide varie de manière monotone avec la température.

Cela peut expliquer que l'eau du fond sera à 4°C

Ben non, puisque l'eau de mer est salée.

Ensuite j'ai lu a différents endroits que le fond est plus froid que cela. On trouve des valeurs de 2 ou même -1, selon les textes et selon les lieux.

L'origine des eaux froides est les zones polaires : l'eau s'y refroidit en surface et plonge en profondeur parce que plus dense.

En gros, le refroidissement de l'eau dans les zones polaires compense le réchauffement des eaux de surface dans les zones tropicales, et la valeur moyenne (qui semble être 3.5) reflète l'équilibre.

[apzo11]

Bonjour,

l'eau salée liquide varie de manière monotone avec la température.

je traduis par:quand la température diminue le densité augmente, lorsque l'eau de mer est liquide.

Ben non, puisque l'eau de mer est salée.

d'accord c'est logique

Ensuite j'ai lu a différents endroits que le fond est plus froid que cela. On trouve des valeurs de 2 ou même -1, selon les textes et selon les lieux.

Oui moi aussi, mais j'avais un peu trop simplifié

et la valeur moyenne (qui semble être 3.5) reflète l'équilibre.

C'est justement cette valeur qui me "semble" faible et devrait refléter la moyenne des températures aérienne.
apzo11

[invité576543]

C'est justement cette valeur qui me "semble" faible et devrait refléter la moyenne des températures aérienne.

C'est sûrement une sorte de moyenne des températures de surface. Maintenant, la notion de moyenne n'est pas toujours simple.

Ce qui est sûr, c'est que les eaux froides du fond sont froides parce qu'elles ont été refroidies en surface dans le passé : ce sont des eaux qui ont refroidi puis plongé au fond.

En effet, il n'y a pas de réfrigérateur d'eau ailleurs : sous les topiques ou en zone tempérées les eaux du fond sont chauffées (lentement) par dessus et par dessous.

Ce réchauffement est compensée par des apports d'eaux de surface refroidie à quelque chose entre -2 et 3 en Arctique ou en Antarctique, par circulation horizontale.

Manifestement, cela s'est moyennée en des milliers ou millions d'années à une température moyenne à profondeur > 1000 mètre de 3.5°.

Maintenant, est-ce faible ? Je ne sais pas. L'air à 12000 m est à -50° !

Il y a une toute petite épaisseur chaude, eau et air, près de l'interface sol/air ou l'interface eau/air à la surface de la planète, manifestement pas très représentative de l'ensemble de l'hydrosphère et de l'atmosphère. Cette surface est là où le plus gros de l'énergie solaire incidente est thermalisée, ce qui doit expliquer ce caractère exceptionnel. Evidemment, comme nous y vivons, nous avons tendance à voir ces températures comme "normales" et à juger le reste en fonction ; mais en fait c'est une zone très particulière !

[invite15928b85]

Bonjour.

Je dirais que, compte tenu des capacités calorifiques respectives de l'eau de mer, des matériaux de l'écorce terrestre et de l'air, c'est la température de l'air qui est un reflet de la température superficielle de la terre, et non l'inverse.

Cordialement.

[apzo11]

Manifestement, cela s'est moyennée en des milliers ou millions d'années à une température moyenne à profondeur > 1000 mètre de 3.5°.

Si cette phrase est vrai, Pour connaître la dilation de l'eau de mer et donc de l'élévation du niveau de la mer, en fonction du réchauffement climatique (c'est avec ça qu'on nous fiche la trouille, hein Yann) il faut tenir compte du temps d'échauffement de cette masse qui donc peut être très long. C'est pourquoi que les calculs peuvent être très différents.

En effet, il n'y a pas de réfrigérateur d'eau ailleurs

Donc le froid provient du passé et aussi des pôles.

Il y a une toute petite épaisseur chaude, eau et air, près de l'interface sol/air ou l'interface eau/air à la surface de la planète,

C'est tellement évident qu'il est bon de le souligner. Si on monte ou si on descend on se les gèle...

Je dirais que, compte tenu des capacités calorifiques respectives de l'eau de mer, des matériaux de l'écorce terrestre et de l'air, c'est la température de l'air qui est un reflet de la température superficielle de la terre, et non l'inverse

je pense que c'est plutôt la température à quelques mètres sous terre qui reflète la moyenne d'un lieu. Exemple il existe une petite différence de température entre une cave à lille ou à marseille.

OU que la moyenne des eaux de mers représente une moyenne "calculée" sur une période beaucoup plus long. (constante de temps plus importante, c'est comme ça que l'on parle, je crois, dans le language scientifique).

Merci des réponses qui ne réchauffent pas mais qui éclaircissent.
apzo11

[invité576543]

Pour connaître la dilatation de l'eau de mer

Sur ce point, je n'ai jamais bien compris certains calculs qu'on trouve sur le sujet. L'augmentation éventuelle des températures de surface (juste à la limite eau/air) peut très bien correspondre à une dilatation extrêmement faible si l'augmentation de température de l'eau que cela entraîne ne concerne que les premiers mètres ou même quelques dizaines de mètres. (Faisant de la plongée, je sais par expérience que le gradient de température de l'eau est souvent très grand dans les 30 mètres juste sous la surface.)

Et il y a un problème de quantité d'énergie : augmenter la température proche de l'interface eau/air demande bien moins d'énergie qu'augmenter la température de dizaines de mètres d'eau. La capacité thermique d'un mètre d'épaisseur d'eau à pression standard est quelque chose comme 3500 fois la capacité thermique d'un mètre d'épaisseur d'air dans les mêmes conditions (i.e., proche de l'interface). Autrement dit, les dix mètres supérieurs de l'eau ont une capacité thermique nettement supérieure à toute la colonne d'air au-dessus !

Cela me laisse penser qu'une augmentation de température à l'interface peut très bien ne pas se propager bien loin sous la surface.

Cela fait partie des milliers de phénomènes compliqués à essayer de comprendre si on veut donner un sens à divers chiffres balancés sans explication dans les média ou la vulgarisation depuis quelques années...

[apzo11]

Cela me laisse penser qu'une augmentation de température à l'interface peut très bien ne pas se propager bien loin sous la surface.

OU mettre beaucoup de temps.
Peu de temps serait 1an, 10 ans
beaucoup 1000 ans 10000 ans dans ce cas le réchauffement climatique "déclenché" récemment serait noyé dans d'autres variations et non détectable, non mesurable en sur la hauteur d'eau.
J'imagine une expérience: un cube d'eau de 1 mX1mX 3000 mètres
Un échange air/eau de 1m²
Au départ un delta température de 3°C
question Quel sera la variation de Température en fonction du temps à
1m
10m
100m
1000m
3000m
Le résultat dépendra :
1 il n'y a seulement une transmission par "contact"
2 il se créer une espèce de barrière thermique l'eau de surface s'échauffe l'eau froide reste en bas et ne se réchauffe jamais (ce que tu disais)
3 il se créé un courant genre "jet stream" qui accélère les échanges entre haut et bas.

Suffit de choisir?
apzo11

[invité576543]

Si on raisonne en termes d'énergie interne, il faut distinguer les scénarios où est apportée continuellement de l'énergie et ceux où l'apport d'énergie est fini, pendant un temps fini.

Or l'énergie transportée vers le bas est vraisemblablement très faible car le plus gros de l'énergie solaire absorbée est perdu immédiatement par rayonnement et en chaleur latente de vapeur d'eau vers l'atmosphère puis par rayonnement vers l'espace.

Ou encore, la méthode la plus directe (la moins "résistive") pour évacuer l'énergie solaire incidente est via l'atmosphère (qui se refroidit fortement par le haut, par radiation vers l'espace), plutôt que vers l'eau froide du dessous.

Mais, bon, tout ça c'est des discussion sur un coin de table, tout ce que cela montre est que c'est assez complexe. Il y a des tas de spécialistes qui ont étudié cela en détail, et le mot d'ordre est de se référer à ce qu'ils disent. La difficulté est alors de passer le très opaque "mur des média et de la vulgarisation plus ou moins politisées" pour trouver ce que les spécialistes disent vraiment...

[invité576543]

Au passage, j'ai trouvé dans un texte qui a l'air sérieux les données suivantes :

The mean temperature of the ocean's waters is: t = 3.5°C. The distribution about the mean is small: 50% of the water is in the range 1.3°C <t< 3.8°C

[apzo11]

bonjour

D'abord tout à fait d'accord avec ton message 12.

Au passage, j'ai trouvé dans un texte

OK ce qui prouve que le fond des mers est assez homogène. Ressenti aussi en plongée en Bretagne dans la Manche ou le gradient important se situe plus dans les trois premiers mêtres, mais c'est un autre problème.

J'ai trouvé un pdf que je place en citation car je n'arrive pas à obtenir un lien qui fonctionne.

[PDF]
Propriétés physiques de l'eau de mer
Format de fichier: PDF/Adobe Acrobat
de G COPIN-MONTÉGUT - Cité 1 fois - Autres articles
abouti à la formulation de l'Équation d'État Internationale de l'Eau de Mer, ...... pure en fonction de la température, au pas de 0,1°C sont d'un usage courant. ..... coefficient de dilatation thermique αV. , à la masse volumique ...
http://www.obs-vlfr.fr/Enseignement/...Prophy_imp.pdf -

En tapant "Propriétés physiques de l'eau de mer G COPIN-MONTÉ" on tombe aussi dessus.
J'ai fait quelques calculs en prenant les données de masse volumique page 7.

J'ai considéré que la masse volumique variait comme le volume
J'ai considéré que la variation de volume de l'eau de mer ne pouvant se faire que sur une dimension :la hauteur.
J'ai fait le calcul pour 3000 m qui est à peu prêt la moyenne de profondeur;

Le tableau montre des disparités en fonction de la salinité:

Pour 30g/l je trouve une variation de 1,021 m pour 10°C pour 1000m
soit: environ 90cm pour 3°C d'élévation, pour une hauteur de 3000m




Pour 35g/l je trouve une variation de 1,612 m pour 10°C pour 1000m
soit: environ 1,5m pour 3°C d'élévation, pour une hauteur de 3000m.

Est-ce je genre de calcul que tu as fait ou lu dans la presse.

apzo11

[invité576543]

Est-ce je genre de calcul que tu as fait ou lu dans la presse.

Oui, c'est le genre. Et la question intéressante c'est l'énergie demandée par l'augmentation de température d'une telle masse d'eau !