2011 Formation en météorologie2011 Formation en météorologie

Lecture facultative : Ahrens 2009, Lecture facultative : Ahrens 2009, Meteorology Today, Meteorology Today, pp. 205-221; 259-285pp. 205-221; 259-285

Quelques remarques à propos du Quelques remarques à propos du vent sur les cartes météovent sur les cartes météo

L : dépression ou L : dépression ou cyclone cyclone extra-tropicalextra-tropical Les vents y tournent en Les vents y tournent en

sens anti-horaire sens anti-horaire (hémisphère Nord) (hémisphère Nord) … … pourquoi ?pourquoi ?

H : anticycloneH : anticyclone Les vents y tournent en Les vents y tournent en

sens horaire (hémisphère sens horaire (hémisphère Nord)Nord) … pourquoi ? … pourquoi ?

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 22

Les vents croisent les Les vents croisent les isobares en surface et isobares en surface et sont parallèles à celles-ci sont parallèles à celles-ci en altitude en altitude … pourquoi ?… pourquoi ?

Physique élémentaire : vitesse et Physique élémentaire : vitesse et forcesforces

SCA-2611 Introduction à la météorologie 3

Plus les contours sont rapprochés, plus les vents Plus les contours sont rapprochés, plus les vents sont forts sont forts … pourquoi ?… pourquoi ?

-5

-4

température pression

Point de rosé

Couverture nuageuse

Direction et vitesse du

vent

Physique élémentaire : vitesse et Physique élémentaire : vitesse et forcesforces Qu’est-ce que la vitesse d’un objet ?Qu’est-ce que la vitesse d’un objet ?

Distance parcourue dans un temps donné, ET…Distance parcourue dans un temps donné, ET… La La directiondirection dans laquelle l’objet se déplace dans laquelle l’objet se déplace

En physique, lorsque la vitesse d’un objet change En physique, lorsque la vitesse d’un objet change (en grandeur et/ou en direction), on dit qu’il y a (en grandeur et/ou en direction), on dit qu’il y a accélérationaccélération. Il y a accélération lorsque :. Il y a accélération lorsque : Seulement la direction change, ouSeulement la direction change, ou Seulement la grandeur change Seulement la grandeur change Ou les deux changentOu les deux changent

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 44

Physique élémentaire : vitesse et Physique élémentaire : vitesse et forcesforces Toute accélération d’un objet est le résultat d’une Toute accélération d’un objet est le résultat d’une forceforce

agissant sur l’objet (si aucune force n’agit, la vitesse de agissant sur l’objet (si aucune force n’agit, la vitesse de l’objet restera constante et en grandeur, et en direction)l’objet restera constante et en grandeur, et en direction)

Donc si un objet va plus vite, ou s’il va moins vite, ou s’il Donc si un objet va plus vite, ou s’il va moins vite, ou s’il change de direction, il est accéléré, et cela est dû à une change de direction, il est accéléré, et cela est dû à une force agissant sur luiforce agissant sur lui

La direction et la vitesse du vent dépend donc de la La direction et la vitesse du vent dépend donc de la nature des forces agissant sur l’airnature des forces agissant sur l’air

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 55

Les forces agissant sur le ventLes forces agissant sur le vent

Force du gradient de pressionForce du gradient de pression Force de CoriolisForce de Coriolis Force centripèteForce centripète Force de frictionForce de friction

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 77

La FGP et la force du ventLa FGP et la force du vent

Les isobares rapprochées Les isobares rapprochées correspondent à de forts correspondent à de forts ventsvents

Les isobares plus lâches Les isobares plus lâches correspondent à des vents correspondent à des vents plus faiblesplus faibles

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1010

Force de CoriolisForce de Coriolis

La FGP est la cause d’origine du ventLa FGP est la cause d’origine du vent

Dès que l’air se met à bouger à cause de la FGP, Dès que l’air se met à bouger à cause de la FGP, il est immédiatement dévié de sa course par la il est immédiatement dévié de sa course par la force de Coriolisforce de Coriolis

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1111

Force de CoriolisForce de Coriolis

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1212

Force de CoriolisForce de Coriolis

La force de Coriolis sur un objet se déplaçant au-La force de Coriolis sur un objet se déplaçant au-dessus d’une Terre en rotation dépend de dessus d’une Terre en rotation dépend de La La vitessevitesse de l’objet de l’objet La La latitudelatitude de l’objet de l’objet

La force de Coriolis ne change que la La force de Coriolis ne change que la directiondirection du du

vent, jamais la vitessevent, jamais la vitesse

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1313

Effet de la vitesseEffet de la vitesse

Effet de la latitudeEffet de la latitude

Pourquoi le vent en altitude est-il Pourquoi le vent en altitude est-il parallèleparallèle aux isobares ? aux isobares ?

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1616

Vent géostrophiqueVent géostrophique

Lorsque le vent est à l’équilibre entre la FGP et la Lorsque le vent est à l’équilibre entre la FGP et la force de Coriolis, il souffle à vitesse constante et force de Coriolis, il souffle à vitesse constante et dans la même direction, et se nomme dans la même direction, et se nomme vent vent géostrophique (géo : géostrophique (géo : TerreTerre ; strophos : ; strophos : tournant)tournant)

Le vent est purement géostrophique le long Le vent est purement géostrophique le long d’isobares d’isobares rectilignesrectilignes

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1717

Le vent géostrophique en altitude peut être estimé Le vent géostrophique en altitude peut être estimé comme suit :comme suit :• Direction : parallèle aux isobaresDirection : parallèle aux isobares• Vitesse : inversement proportionnelle à l’espacement des isobares Vitesse : inversement proportionnelle à l’espacement des isobares

(rapprochées = vents forts; éloignées = vents faibles)(rapprochées = vents forts; éloignées = vents faibles)• Donc : même en l’absence de mesures directes du vent, le vent Donc : même en l’absence de mesures directes du vent, le vent

réel peut être estimé (à 10% près) par les mesures de pression réel peut être estimé (à 10% près) par les mesures de pression seulement. seulement.

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1818

Force centripèteForce centripète Les isobares des cartes météo ne sont pas seulement rectilignes, mais Les isobares des cartes météo ne sont pas seulement rectilignes, mais

présentent très souvent une courbure plus ou moins importante.présentent très souvent une courbure plus ou moins importante. La courbure des isobares cause un La courbure des isobares cause un déséquilibredéséquilibre entre la force du entre la force du

gradient de pression et la force de Coriolis, causant à son tour un gradient de pression et la force de Coriolis, causant à son tour un changement dans la direction du vent.changement dans la direction du vent.

La force nette se nomme La force nette se nomme force centripèteforce centripète, puisqu’elle agit vers le , puisqu’elle agit vers le centre du système afin de changer la direction du vent.centre du système afin de changer la direction du vent.

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 1919

Force de frictionForce de friction La surface de la Terre, avec toutes ses La surface de la Terre, avec toutes ses

irrégularités et sa topographie variée, cause irrégularités et sa topographie variée, cause une une force de frictionforce de friction importante sur le vent, importante sur le vent, qui se fait sentir typiquement jusqu’à 1000m qui se fait sentir typiquement jusqu’à 1000m d’altitude.d’altitude.

Cette couche de l’atmosphère dans laquelle Cette couche de l’atmosphère dans laquelle l’effet de la surface terrestre est notable se l’effet de la surface terrestre est notable se nomme la nomme la couche limite planétairecouche limite planétaire. .

La force de friction cause une diminution de la La force de friction cause une diminution de la vitesse du vent, et donc de la force de vitesse du vent, et donc de la force de Coriolis.Coriolis.

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 2020

Il s’ensuit Il s’ensuit une domination du gradient de pression sur la force de Coriolisune domination du gradient de pression sur la force de Coriolis, qui , qui amène le vent à tourner vers les basses pressions de sorte que la direction du vent amène le vent à tourner vers les basses pressions de sorte que la direction du vent croise les isobares vers les basses pressions selon un angle d’environ 30° en croise les isobares vers les basses pressions selon un angle d’environ 30° en moyenne.moyenne.

Force de frictionForce de friction

Autour d’une dépression en Autour d’une dépression en surface, le vent tourne donc surface, le vent tourne donc dans le sens anti-horaire dans le sens anti-horaire dans l’hémisphère Nord dans l’hémisphère Nord (horaire dans l’hémisphère (horaire dans l’hémisphère Sud) et Sud) et convergeconverge vers son vers son centre.centre.

Autour d’un anticyclone en Autour d’un anticyclone en surface, le vent tourne dans surface, le vent tourne dans le sens horaire dans le sens horaire dans l’hémisphère Nord (anti-l’hémisphère Nord (anti-horaire dans l’hémisphère horaire dans l’hémisphère Sud) et Sud) et divergediverge de son de son centre.centre.

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 2121

SCA-2611 Introduction à la météorologieSCA-2611 Introduction à la météorologie 2222

La convergence des vents de surface autour d’une dépression La convergence des vents de surface autour d’une dépression provoque l’ascension de l’air au centreprovoque l’ascension de l’air au centre

Vers 5-6km d’altitude, cet air commence à diverger.Vers 5-6km d’altitude, cet air commence à diverger. La pression centrale de la dépression changera si la convergence en La pression centrale de la dépression changera si la convergence en

surface n’est pas égale à la divergence en altitudesurface n’est pas égale à la divergence en altitude Le Le développement développement dd’une dépression dépend donc du ’une dépression dépend donc du déséquilibre déséquilibre

entre la convergence de surface et la divergence d’altitudeentre la convergence de surface et la divergence d’altitude

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Résumé : Les forcesRésumé : Les forces

Force du gradient de pressionForce du gradient de pression Produite par la différence de pression due à une différence de Produite par la différence de pression due à une différence de

températuretempérature Force de Coriolis (force apparente)Force de Coriolis (force apparente)

Dévie la circulation atmosphérique vers la droite dans l’hémisphère Dévie la circulation atmosphérique vers la droite dans l’hémisphère nord à cause de la rotation de la terre. nord à cause de la rotation de la terre.

Force centripèteForce centripète Force nette dirigeant le vent vers l’intérieur des systèmes de basse et de Force nette dirigeant le vent vers l’intérieur des systèmes de basse et de

haute pression. haute pression. FrictionFriction

Frottement dû à la surface de la terre.Frottement dû à la surface de la terre.

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Résumé : Les forcesRésumé : Les forces

CGradient de pression

A

CIRCULATION CIRCULATION VERTICALEVERTICALE

CIRCULATION CIRCULATION HORIZONTALEHORIZONTALE

1. La vitesse du vent est proportionelle au gradient de pression.

2. La forces centripète dirige le vent vers l’interieur du cyclone et vers l’extérieur de l’anticyclone.

3. La force de friction va réduire la vitesse du vent.

Nord

C

A

900 mb

904 mb

908 mb

Force du gradient de pression Force de Coriolis Vent de horizontal