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Juin 2007 Téléchargements & liens

Lu pour vous

 

Marine turbulence: theories, observations and models
Publié sous la direction de Helmut Z. Baumert, John H. Simpson et Jürgen Sündermann,
Cambridge University Press (2005)
xxi + 630 pp.
ISBN 0-521-83789-8
Prix: €150/ £100

La turbulence est un sujet difficile car la physique des mécanismes de turbulence comporte encore des zones floues. En outre, des techniques très sophistiquées sont nécessaires pour effectuer des mesures sur le terrain et les modèles numériques appropriés sont complexes.
L’ouvrage présenté est le fruit des recherches entreprises pendant trois ans (1999-2001) dans le cadre du projet CARTUM (Analyse comparative et rationalisation des modèles de turbulence des moments du second ordre), financé par le programme européen MAST. De nombreux auteurs de renommée mondiale dans le domaine ont contribué à cet ouvrage qui se compose de huit parties rédigées pour chacune d’entre elles par un auteur différent. Le prologue et l’épilogue de chacune des parties donnent au lecteur une vision générale du sujet abordé.

couvertureLa première partie de l’ouvrage aborde le thème de la physique des turbulences et donne un aperçu des caractéristiques des écoulements turbulents, suivi d’une présentation d’une approche équationnelle du phénomène de cisaillement et de stratification homogène puis des conditions non uniformes dans l’espace (équations relatives à la fermeture des turbulences équationnelles). Le caractère intermittent des turbulences est examiné et différents modèles de cascade sont présentés. La première partie de l’ouvrage se termine par un aperçu des processus de brassage horizontal qui se produisent dans les couches supérieures des océans.

La deuxième partie de l’ouvrage traite de la mesure des turbulences océaniques, activité difficile s’il en est, tout en présentant les progrès technologiques des méthodes d’observation au cours des 40 dernières années, notamment les profileurs horizontaux et verticaux, les sondes optiques de microstructure, les profileurs acoustiques Doppler et d’autres techniques plus récentes.

La troisième partie aborde différents aspects des méthodes numériques de modélisation des turbulences et de leurs limites. Les sujets suivants: simulation numérique directe et simulation à grande échelle de la turbulence, assimilation des données, principes physiques et applications du modèle général de turbulence océanique et de son couplage aux modèles 3-D, sont examinés dans les différents chapitres.

La quatrième partie de l’ouvrage analyse la structure turbulente des couches superficielles et profondes des océans. Des aspects tels que l’effet des vagues déferlantes sur le centimètre qui constitue la surface des océans ou l’interaction entre le champ de vague de surface et le champ du courant produit par le vent, qui donne naissance à des courants Langmuir, sont examinés à la lumière des modèles de turbulence. Les couches limites de fond et la turbulence équatoriale font l’objet des deux chapitres distincts.

La cinquième partie de l’ouvrage présente le résultat d’expériences menées sur le terrain dans des eaux côtières, des estuaires, des fjords et des lacs et illustre les caractéristiques des turbulences observées dans les mécanismes de brassage qui se produisent dans ces milieux, du fait, essentiellement, de l’influence des forces en jeu, à savoir les marées et les vents.

Dans les zones côtières ou épicontinentales, la faible profondeur des eaux permet aux courants des vagues de surface d’atteindre le fond et d’accentuer la turbulence. La sixième partie de l’ouvrage présente des études de cas relatives à des observations et à des modélisations de turbulence associées à différents régimes de zones épicontinentales, ainsi que sur le rôle des ondes internes dans le brassage des mers épicontinentales.

La septième partie de l’ouvrage traite essentiellement de l’interaction entre les écoulements turbulents quasi-2D à grande échelle et les structures de dissipation 3D, qui met en avant le rôle des expériences menées en laboratoire et de la modélisation numérique, qui est complémentaire. Cette partie présente une étude des écoulements à grande échelle, axée sur les aspects relatifs à la turbulence, au brassage et à la diffusion, et décrit les propriétés des tourbillons de turbulence géostrophique et leur rôle dans la dynamique océanique à grande échelle.

Enfin, la huitième partie de l’ouvrage présente des informations sur les ensembles de données choisis pour figurer sur le CD-ROM joint à l’ouvrage, informations obtenues à la suite de campagnes de mesure et d’expérimentations numériques avec des modèles de turbulence.

D’un point de vue général, on peut dire que cet ouvrage de 630 pages sera des plus utiles aux personnes déjà versées dans la théorie des turbulences et la modélisation en la matière, car il offre de vastes perspectives, à un niveau très avancé, dans le domaine des turbulences marines. En revanche, les personnes qui abordent ce thème difficile pour la première fois, trouveront, faute de connaissances préalables, le contenu de l’ouvrage beaucoup trop compliqué.
Isabel Ambar
iambar@fc.ul.pt

Global Warming the Complete Briefing—Third Edition
John Houghton
Cambridge University Press (2004)
382 pp.
ISBN 9-780-52118117622

couvertureL’auteur de cet ouvrage s’est efforcé de faire un tour complet de la question du réchauffement planétaire, sujet qui aujourd’hui ne peut plus laisser personne indifférent.

John Houghton a choisi d’aborder le sujet en posant pour commencer la question fondamentale, à savoir «Notre climat change-t-il?». Puis il passe en revue l’une après l’autre les multiples variables qui influent sur notre système climatique de façon évidente et logique, en prenant soin de s’en tenir à des notions mathématiques, physiques et techniques élémentaires, et dans une moindre mesure.

Les sujets abordés sont très divers, qu’il s’agisse des gaz à effet de serre, qui font l’objet d’une explication exhaustive, ou de leurs effets sur le climat à long terme, en particulier s’il n’y a pas de réduction des émissions de ces gaz à l’avenir. L’auteur effectue des comparaisons climatiques, qui permettent au lecteur d’apprécier l’évolution du climat en termes de réchauffement ou de refroidissement depuis les temps anciens. Il aborde ensuite le thème de la modélisation du climat, aidant le lecteur à appréhender la complexité des modèles informatiques et l’importance des processus d’interaction et de rétroaction entre les océans, la Terre et l’atmosphère, que l’on peut observer dans le système climatique. L’auteur examine ensuite les enjeux futurs de la modélisation du climat, découlant notamment de l’introduction des notions de chimie et de biologie de la biosphère qui complèteront celles de dynamique et de physique des modèles climatiques. Ces modèles sont importants du point de vue de l’évolution du climat au cours du XXIe siècle car ils contribuent dans une large mesure à déterminer les effets des projections d’émission aux niveaux régional et mondial.
L’auteur explore abondamment les effets possibles du changement climatique sur une vaste gamme de secteurs socio-économiques, précisant les raisons pour lesquelles nous devrions tous nous sentir concernés. Toutefois, il souligne également les doutes qui planent autour de cette question et présente au lecteur un certain nombre de points de vue de cet ordre qui prévalent dans les milieux scientifiques. Ce chapitre intéressera tout particulièrement les décideurs, lesquels doivent prendre en compte les effets du changement climatique dans le cadre de leurs politiques locales de développement durable.

L’ouvrage comporte ensuite des chapitres entiers sur des thèmes tels que les stratégies visant à ralentir ou stabiliser l’évolution du climat. L’auteur y expose comment l’application de conventions et de protocoles internationaux de haut niveau peuvent aider les nations à ralentir ou à stabiliser le changement climatique à peu de frais, voire sans frais aucun. D’autres formes d’énergie ou de transport, plus respectueuses de l’atmosphère et de l’environnement, font l’objet d’une réflexion approfondie. L’attention du lecteur est appelée sur le fait que, si l’on ne réduit pas les émissions, le changement climatique pourrait atteindre des niveaux inacceptables, alors qu’il existe des techniques de développement des énergies renouvelables, dont les décideurs doivent encourager l’application grâce à des mesures incitatives. Il est à noter qu’il faut que ces techniques soient accessibles à tous les pays.

L’auteur conclut son ouvrage par un chapitre intitulé «The global village», qui souligne que le réchauffement planétaire est un problème à longue échéance qui concerne la planète toute entière et dont les conséquences n’épargneront aucun pays. Si nous contribuons tous à ce problème, nous ne sommes pas tous égaux face à ses conséquences et les pays en développement pourraient bien en être les plus affectés. Il faut donc, pour résoudre ce problème, transcender les frontières nationales et opter pour une action internationale. Enfin, après avoir étudié ce qui peut être entrepris aux niveaux mondial et national, l’auteur fait quelques recommandations d’actions individuelles qui peuvent permettre d’atténuer les problèmes liés au réchauffement de la planète.
Cet ouvrage est tout à fait intéressant à lire si l’on veut avoir une vision objective du réchauffement de la planète et du changement climatique. Un grand nombre de graphiques, de tableaux et d’images viennent agrémenter les textes, ce qui facilite la lecture de l’ouvrage et la compréhension du sujet. De par sa présentation essentiellement qualitative, cet ouvrage s’adresse idéalement au grand public et constitue, à mon avis, une référence intéressante pour des étudiants en météorologie ou dans une discipline connexe de l’enseignement secondaire ou supérieur.

Fred Sambula
Fred.Sambula@caymanairports.co

 

Nouveaux ouvrages reçus

 

couvertureMeteorological Applications
Supplément spécial consacré au temps, au climat et à l’eau
R. Stone, M.V.K. Sivakumar et
P.J.A. Burt
Royal Meteorological Society (2006)
94 p.
ISSN 1350-4827
Revue trimestrielle

Meteorological Applications est une revue internationale publiée depuis 1994. Les articles, rapports et comptes rendus qu’elle contient sont destinés aux météorologistes spécialisés dans les applications, aux prévisionnistes et aux usagers des services météorologiques.

 

 

couvertureParameterization Schemes: Keys to Understanding Numerical Weather Prediction Models
David J. Stensrud
Cambridge University Press (2007) xviii + 459 pp.
ISBN 978-0-521-86540-1
Prix: £80

Les modèles de prévision numérique du temps jouent un rôle de plus en plus important dans le domaine de la météorologie, qu’il s’agisse de la prévision à courte et à moyenne échéances ou des études consacrées au changement climatique planétaire. Les schémas de paramétrisation
des échelles inférieures à la maille constituent la clef de voûte de tout modèle de prévision et leur analyse approfondie est un aspect essentiel
de la prévision numérique du temps. L’auteur présente de façon succincte plusieurs paramétrisations, les compare et relève leurs imperfections.

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