Chapitre IV (Fin)

1
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 40
Circulation atmosph
é
rique des
cellules de Hadley
transport de l’énergie calorifique entre
l’équateur et les zones subtropicales (~30oN
et S)
– angle d’incidence
– l’air est beaucoup plus chaud à
l’équateur qu’à ~30
o
N et S de latitude
l’air très chaud à l’équateur aura tendance à
devenir instable et léger
– baisse de densité et de pression
interne
l’air s’élève : courant de convection ascendant
d’air chaud et instable
– basse pression à la surface près de
l’équateur
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 41
R
é
chauffement diff
é
rentiel : force de gradient de
pression et mouvement horizontal - la brise de mer
Chaud Froid
B
B
H
Terre Eau
Loi de gaz parfaits P =
Loi de gaz parfaits P =
ρ
ρ
rT
rT
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 42
Mouvements horizontaux:
Brise de mer
Néanmoins, à des altitudes plus élevées (à environ 1000-2000m) la
pression de l’air chaud est plus élevée que celle mesurée à la même
altitude pour l’air froid sur la mer.
Á cause du bilan hydrostatique, la diminution de la pression avec
l’altitude est plus rapide dans de l’air froid que dans de l’air chaud.
Puisque un fluide doit s’ajuster en présence d’une différence de
pression (gradient de pression), un flux d’air se crée depuis les
hautes pressions vers les basses pressions : en altitude l’air se dirige
des terres vers la mer, et de la mer vers la terre à la surface.
Le cycle est fermé par une ascendance d’air au niveau de la colonne
d’air chaude et une descente dans la colonne d’air plus froide (sur la
mer).
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 43
Mouvements horizontaux: Brise de mer
Une situation inverse se crée
pendant la nuit à cause du
refroidissement plus rapide du sol
par rapport à l’eau. L’eau se
retrouve donc à une température
plus élevée que le sol. Il en va de
même pour la colonne située sur la
mer par rapport à celle sur terre.

2
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 44
90° N 0°40° N
surface
2 km
5.5 km
12 km
2
BH
1
20 KPa
50 KPa
80 KPa
100 KPa
~ 5 km
1 Pression relativement haute ~ 5 km 2 Pression relativement basse ~ 5 km
Variation de l
’é
l
é
vation des surfaces isobares
selon la latitude au niveau de la tropopause.
Équateur
Pôle Nord
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 45
Comment l’atmosphère voudrait agir pour
transporter l’excès de chaleur vers les hautes
latitudes …
Pas de rotation de la Terre!!!!
(cellules de Hadley, 1735)
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 46
… mais la Terre tourne et elle est couverte de bassins
océaniques et de continents, et donc la circulation qui en
résulte est beaucoup plus compliquée :
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 47
Force de Coriolis
–
porte le nom du
mathématicien G.G. Coriolis
•Elle n’est pas vraiment une
force physique « réelle »
•une force ressentie par tout
objet en mouvement dans un
repère (support) tournant
•La terre tourne: cause une
déviation de la direction du
vent horizontal (rotation locale)

3
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 48
Exp
é
rience concr
è
te de la force de Coriolis
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 49
Taux de rotation de la Terre
Toutes latitudes se déplacent à la même
vitesse angulaire : d’Ouest en Est
– 360°jour
-1
= 7.29 x 10
-5
radians s
-1
• forme sphérique de la terre
–la circonférence de la Terre varie selon
la latitude
•circonférence de la Terre à l’équateur :
40000 km
– 40 000 km/24 heures = 1670 km/h
•circonférence de la Terre à 60°
°°
°N :
20,000 km
– 20,000 km/24 heures = 835 km/h
360°/jour (toutes les latitudes)
= 360°/24 heures
= 360°/86164 secondes
2πradians = 360°
2πradians /86164 secondes
= 2 x 3.1416 / 86164 radians s-1
= 7.29 x 10-5 radians s-1
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 50
Toutes les latitudes se déplacent à la même
vitesse angulaire : d’ouest en est
la vitesse linéaire de déplacement varie selon la latitude
– la vitesse linéaire de déplacement d’Ouest en Est est plus
grande à l’équateur et diminue vers les pôles
un objet à l’équateur possède une vitesse initiale vers l’Est de
1670 km/h
si cet objet se déplace vers le pôle nord:
–cette vitesse vers l’est par rapport à la latitude cible (ex
: 60°
°°
°N = 835 km/h) est plus grande
–l’objet semble être accéléré vers la droite (vers l’est)
–déviation du vent vers la droite (H.N.)
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 51
Inversement – un objet se déplaçant vers
l’équateur (hémisphère nord)
– sa vitesse initiale vers l’est par rapport à la
latitude cible est moins grande
– l’objet semble être déplacé vers la droite (vers
l’ouest)
–déviation du vent vers la droite (H.N.)

4
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 52
Force de Coriolis et Vent nord/sud
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 53
Règle générale (Coriolis)
Les vents sont déviés vers la
droite dans l’hémisphère nord
(rotation horaire)
Les vents sont déviés vers la
gauche dans l’hémisphère sud
(rotation antihoraire)
Peu importe la direction du vent :
du nord au sud, du sud au nord,
d’ouest en l’est, d’est en ouest
D
é
viation des vents horizontaux
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 54
Vent g
é
ostrophique
Hémisphère Nord
Mouvement initial
Mouvement final
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 55
Vent g
é
ostrophique

5
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 56
Force de frottement
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 57
Force de frottement
force agissant sur le vent près de la surface
(~ 2 km)
cisaillement avec la surface rugueuse du sol
ralentissement de la vitesse du vent
diminution de la force de Coriolis et donc de
l’amplitude de déviation vers la droite
Fpression > Fcoriolis : le vent traverse les
isobares
l’angle varie en fonction de la surface
– surface lisse (océans) : 15°à 25°
– surface rugueuse (continents) : 30°à 40°
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 58
Vents
-
cycloniques/anticycloniques
S. Speich – N Daniault UBO Climat 4_ 59
Vents - cycloniques/anticycloniques