L’atmosphère tourne avec la Terre et elle possède un moment angulaire. Celle-ci est
proportionnel à sa masse, sa vitesse et aux rayons (augmente des Pôles à l’Équateur). Vu que
l’intégral des moments doit rester constant :
- la diminution de rayon de l’équateur aux pôles doit être compensée par une vitesse
de déplacement plus grande de la masse d’air et inversement
Histoire et schémas de la circulation atmosphérique générale
Schémas unicellulaires de la circulation
Halley (~1685) : Une seule cellule orientée
Nord-Sud. Courant général du Pôle à
l’équateur issu des dépressions thermiques
dans les régions équatoriales et anticyclones
thermiques dans les régions polaires.
Convergence des courants et ascendance
d’air au-dessus de l’équateur + divergence
en altitude. Pressions plus élevées à l’Équateur qu’aux Pôles en altitude.
Hadley (~1740) : Ajout de l’effet de Coriolis. Courant général Pôle -> l’Équateur, dévié en flux
d’Est et inversement en flux d’ouest. La composante est donc Est-Ouest.
L’épaisseur de l’atmosphère n’était pas assez grande pour permettre un schéma
unicellulaire.
Schémas tricellulaires de la circulation
Ferrel (~1890) : 3 cellules par hémisphère, une
polaire d’origine thermique avec courants d’Est
au sol et Ouest en altitude.
Une cellule de Ferrel dans les zones tempérées
dynamiques, courant d’ouest au sol et Est en
altitude.
Cellule de Hadley dans les zones tropicales d’origine thermique et dynamique, courant d’Est
au sol et d’Ouest en altitude.
Explication de la présence au sol de basse pression équatoriales, anticyclones
subtropicaux, dépression subpolaire et anticyclones polaires.
La cellule d’Hadley ne s’étend plus que jusqu’aux régions subtropicales avec les
courants en altitude de l’Équateur en direction des Pôles et un afflux d’air
excédentaire à partir des tropiques (à cause de convergence liée à la forme sphérique
de la Terre et de l’amincissement de la troposphère aux pôles, et de conservation du
moment angulaire = augmentation vitesse des flux).
Les vents accélèrent fortement dans la haute troposphère : jetstream ! Une partie de ce flux
doit s’écouler vers le bas.
Subsidence d’air dans les zones tropicales : formation d’anticyclone dynamique avec
divergence près du sol : une partie donne naissance aux alizés du NE et du SE ! L’autre
partie donne naissance aux vents d’Ouest.