Écoulement océanique à grande échelle dans lequel le gradient horizontal de pression est équilibré par la force de Coriolis, produisant un courant qui circule approximativement le long des lignes de pression constante ou des hauteurs de surface de la mer plutôt que directement vers le bas du gradient de pression.

Principe

Équilibre géostrophique : pour un écoulement stationnaire, sans friction et à grande échelle éloigné de l'équateur, f v = -(1/ρ) ∂p/∂x et f u = (1/ρ) ∂p/∂y de sorte que les forces de Coriolis et de gradient de pression se compensent, impliquant un écoulement parallèle aux isobares et permettant de déduire les courants à partir de la pente de la surface de la mer ou de la structure de densité (vent thermique).

Démonstration

Estimer le champ de vitesse du gyre subtropical de l'Atlantique Nord à partir de l'altimétrie satellitaire des hauteurs de surface ou calculer le cisaillement géostrophique à partir de profils verticaux de densité pour déduire les courants subsuperficiels.

Mauvaise application

Appliquer les formules géostrophiques dans la couche de surface d'Ekman, très près des côtes où la friction domine, dans des régions fortement âgeostrophiques (par ex. fronts intenses, mouvements près-inertiels) ou à l'équateur où le paramètre de Coriolis f ≈ 0.

Conséquence

Permet la cartographie de la circulation océanique à grande échelle à partir de champs de pression ou de hauteur, simplifie la dynamique pour les études climatiques et de circulation, et relie le cisaillement horizontal de l'écoulement aux gradients verticaux de densité (relation vent thermique).

Inversion

Régimes d'écoulement âgeostrophiques où l'accélération, la friction ou l'advection non linéaire dominent; ces écoulements peuvent traverser les isobares, engendrer des courants de bord ou produire des structures transitoires non décrites par l'équilibre géostrophique.

Limite

Valide pour des écoulements stationnaires, à grande échelle, en latitudes moyennes et éloignés des effets frictionnels ou équatoriaux importants; exclut la couche d'Ekman dominée par la friction, la turbulence à petite échelle et les mouvements inertiels rapides.

Tension sémantique

Étroitement lié mais distinct du vent thermique et du concept de gradient wind; la tension apparaît dans la séparation des approximations géostrophiques et des processus âgeostrophiques et dans l'application de la géostrophie à des contextes barotropes versus baroclines.

Synthèse

Un courant géostrophique est l'écoulement résultant de l'équilibre entre gradients de pression horizontaux et force de Coriolis à grande échelle, permettant d'inférer des schémas de circulation à partir de champs de pression, de hauteur de surface ou de densité sous des hypothèses appropriées.