Prévision des marées et des marées

La source: http://www.math.stonybrook.edu/~tony/tides/index.html

par Anthony V. Phillips

Halls Harbour, Nouvelle-Écosse; et Halls Harbour, six heures plus tard.
de Greenberg, p.128A


REMARQUE: Certaines de ces informations figurent dans une colonne en trois parties que j’ai écrite en avril-juin 2001 pour « Quoi de neuf en mathématiques » sur la page Web de l’American Mathematical Society. La partie III de la colonne contient une belle animation JAVA d’un prédicteur de marée, due à Bill Casselman.

Marées et histoire: Les prévisions de marée pour le jour J par Bruce Parker, dans Physics Today.


PREDICTION DE MAREE. Les personnes qui entrent dans un port ou en sortent ou qui jettent l’ancre près d’une côte ont besoin de connaître à l’avance le comportement de la marée. La marée est due à l’attraction du soleil et de la lune sur les océans et à la rotation de la terre, mais sa configuration exacte en un point donné de la côte dépend très fortement de la forme de la côte et du profil de la fond de la mer à proximité. Ainsi, même si les forces qui déplacent la marée sont parfaitement comprises, les marées à un endroit donné sont essentiellement impossibles à calculer théoriquement. Ce que nous pouvons faire, c’est enregistrer la hauteur de la marée à cet endroit sur une certaine période et utiliser ces mesures pour prédire les marées dans le futur. Voici un record de marée typique: ce graphique montre la hauteur de l’eau sur 14 jours.


Cette figure montre le record de marée de Bombay pendant deux semaines (du 1er au 14 janvier 1884). La marée a été enregistrée sur une feuille cylindrique tournant toutes les 24 heures. Chaque courbe journalière est étiquetée avec sa date. Quelques caractéristiques évidentes: il y a généralement deux marées hautes et deux marées basses chaque jour; les marées viennent environ 50 minutes plus tard chaque jour; au cours de la période de deux semaines, la tendance quotidienne des hauts et des bas varie considérablement; il y a généralement une différence de hauteur entre deux marées hautes consécutives (l’inégalité diurne). [Extrait de l’article de Encyclopaedia Britannica de G. H. Darwin, maintenant disponible en ligne. Notez que dans ce graphique, le temps augmente à gauche.] Image plus grande.

Les heures de marée haute sont calculées et publiées par le National Ocean Service. Pour un échantillon actuel, cliquez ici. Pour une analyse complète d’un site (Port Aransas, Texas) présentant un diagramme de marée intéressant, cliquez ici. La méthode utilisée aujourd’hui aux États-Unis est une modification de la méthode appelée «analyse harmonique». En fait, jusqu’en 1965, les prévisions de marée étaient générées par des machines similaires à celle-ci.


Le prédicteur de marée (Kelvin, opposé p. 304).

conçu par Kelvin (alors sir William Thomson) en 1873, sur la suggestion de la tour de Beauchamp de faire la somme de plusieurs fonctions trigonométriques avec des périodes indépendantes. Cette machine est l’incarnation de la méthode harmonique de prédiction des marées.


Tony Phillips
Département de mathématiques SUNY Stony Brook
tony at math.stonybrook.edu
20 mai 1999
liens mis à jour le 17 mars 2013
Nouveau matériel musical ajouté le 23 mai 3015
5 octobre 2015

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