Traceur de flux - Flow tracer

Image du Gulf Stream obtenue par le spectroradiomètre imageur à résolution modérée . Les fausses couleurs de l'image représentent la " température de brillance " observée au sommet de l'atmosphère dans la bande 10,780-11,280 µm. Les valeurs de température de luminosité représentent le rayonnement thermique d'une combinaison de la surface de la mer et de l'atmosphère humide sus-jacente.
Fluorescéine dans la rivière Chicago le jour de la Saint-Patrick (ajoutée pour la célébration, plutôt que pour le traçage).

Un traceur d' écoulement est une propriété de fluide utilisée pour suivre les modèles d' écoulement , d'amplitude, de direction et de circulation. Les traceurs peuvent être des propriétés chimiques, telles que des matières radioactives , ou des composés chimiques, des propriétés physiques, telles que la densité, la température, la salinité ou des colorants, et peuvent être naturels ou artificiellement induits. Les traceurs de flux sont utilisés dans de nombreux domaines, tels que la physique, l' hydrologie , la limnologie , l' océanographie , les études environnementales et les études atmosphériques.

Les traceurs conservateurs restent constants après les parcelles de fluide, tandis que les traceurs réactifs (tels que les composés subissant une réaction chimique mutuelle) se développent ou se désintègrent avec le temps. Les traceurs actifs modifient dynamiquement l'écoulement du fluide en modifiant les propriétés du fluide qui apparaissent dans l' équation du mouvement comme la densité ou la viscosité , tandis que les traceurs passifs n'ont aucune influence sur l'écoulement.

Utilisations en océanographie

Les traceurs océaniques sont utilisés pour déduire les modèles d'écoulement à petite échelle, la circulation océanique à grande échelle , la formation et les changements de masse d'eau, la «datation» des masses d'eau et le stockage et l'absorption du dioxyde de carbone.

Des traceurs tels que la température, la salinité, la densité et d'autres traceurs conservateurs sont souvent utilisés pour suivre les courants, la circulation et le mélange des masses d'eau. Un exemple intéressant a été lorsque 28 000 canards en plastique sont tombés par-dessus bord d'un porte-conteneurs au milieu de l'océan Pacifique. Les douze années suivantes, les océanographes ont enregistré les endroits où les canards se sont échoués, à quelques milliers de kilomètres du site du déversement, et ces données ont été utilisées pour calibrer et vérifier les schémas de circulation du North Pacific Gyre .

Les traceurs transitoires changent avec le temps, comme les matières radioactives ( tritium et césium-137 ) et les concentrations chimiques ( CFC et SF6 ), qui sont utilisés pour dater les masses d'eau et peuvent également suivre le mélange. Au milieu des années 1900, les essais d'armes nucléaires et la production de produits chimiques ont libéré des tonnes de composés qui ne se trouvent pas naturellement dans l'environnement. Bien qu'extrêmement malheureux, les scientifiques ont pu utiliser les concentrations de composés anthropiques et les demi-vies de matières radioactives pour déterminer l'âge d'un plan d'eau. La catastrophe nucléaire de Fukushima a été très bien étudiée par les océanographes, qui ont suivi les matières radioactives disséminées dans l'océan Pacifique et l'ont utilisé pour mieux comprendre les courants océaniques et les schémas de mélange.

Les traceurs biologiques peuvent également être utilisés pour suivre les masses d'eau dans l'océan. Les efflorescences de phytoplancton peuvent être vues par les satellites et se déplacer avec les courants changeants. Ils peuvent être utilisés comme "point de contrôle" pour voir dans quelle mesure les masses d'eau se mélangent bien. L'eau subtropicale est souvent chaude, ce qui est idéal pour le phytoplancton, mais pauvre en nutriments , ce qui inhibe leur croissance, tandis que l'eau subpolaire est froide et riche en nutriments. Lorsque ces deux types de masses d'eau se mélangent, comme le courant de Kuroshio dans le nord du Pacifique, cela provoque souvent d'énormes proliférations de phytoplancton, car elles sont désormais dans les conditions dont elles ont besoin pour se développer: des températures chaudes et des nutriments élevés. Le mélange vertical et la formation de tourbillons peuvent également provoquer des efflorescences de phytoplancton, et ces efflorescences sont suivies par des satellites pour observer les tendances actuelles et le mélange.

Voir également

Les références

Liens externes

  • ctraj Bibliothèque de codes d'advection, y compris la modélisation de traceurs passifs.