les vents

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Dans les chapitres précédents, le vent a été sous-jacent.
Le moment est venu maintenant de reprendre plus
précisément la question:
-Qu’est-ce que le vent ?
-Pourquoi telle ou telle direction, telle ou telle puissance ?
Reconsidérons la pression atmosphérique:
- ses facteurs thermiques : air chaud/air froid.
- ses facteurs dynamiques: pression atmosphérique,
rotation de la terre, mouvement des masses d’air, le relief.
On constate que la pression peut varier sensiblement d’un
point à un autre, et en un même point d’une heure à l’autre.C’est
une des clés de la météorologie. La comparaison des pressions
relevées en différents points, ramenées à un même niveau de
référence, permet de tracer de 5 en 5 hPa, les isobares de nos cartes
de surface (sauf pour les cartes anglaises qui sont de 4 en 4 hPa;
c'est le cas de celle présentée ci-dessous).
Ces figures isobariques sont comparables aux courbes de
niveau des cartes IGN ou des lignes de sondes de nos cartes du
SHOM; elles sont la représentation du « relief aérien ». Zones de HP
(hautes pressions), Zones de BP (basses pressions), montagnes et
vallées, dorsales, talwegs, cols, marais barométriques. Le vent est en
rapport direct avec ce relief atmosphérique , à la manière d'un
ballon qui roule il suit les lignes de pentes les plus accentuées.
Attention, la carte ci-dessous n'est pas une projection
Mercator; son Nord n'est donc pas au Nord mais bien vers le point
de convergence des Méridiens; c'est important pour déterminer le
gisement des vents.
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Si la terre était immobile et si sa surface était parfaitement
régulière c’est sans doute ce que ferait notre ballon! Mais sa course
est soumise à la force de Coriolis. Ce qui fait que sa trajectoire est
déviée vers sa droite dans notre hémisphère.
Nous avons quelques exemples bien connus: le Gulf Stream en
montant vers le Nord s’incurve vers l’Est , l’onde de marée est
beaucoup plus importante en Manche sur les côtes bretonnes que
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sur les côtes anglaises ; les voies ferrées dont le rail gauche s'use
plus vite que le droit... Très faible à notre échelle, la force de Coriolis
est du même ordre de grandeur que la force de pression
atmosphérique.
De ces faits il résulte que dans nos anticyclones, les vents
tournent dans le sens horaire et dans nos dépressions dans le sens
antihoraire. De cette loi découle une constatation pratique : la loi de
Buys-Ballot, illustrée par le schéma suivant.
Dans notre hémisphère, si nous nous tenons face au vent,
nous avons les basses pressions sur notre droite et les hautes sur
notre gauche.
En altitude le vent est parallèle aux isobares. Au sol, du fait du
frottement plus ou moins grand en fonction des accidents de
terrain, l’air est moins dévié vers la droite, ce qui explique qu’il
« rentre »dans les Dépressions et "sort" dans les Anticyclones en
faisant en moyenne un angle de 30°.
Il convient de tenir compte de ce fait quand on observe en mer
un grain à son vent pour éviter ou au contraire aller chercher le
vent.
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Vitesse du vent :
Le tableau ci-dessous indique en rouge les vitesses attendues
du vent, en fonction de l'écartement des isobares en degré, constaté
sur les cartes de pression.
Sous nos latitudes, pour des isobares distantes de 5 degrés nous
pouvons nous attendre à 9 nœuds de vent.
Il convient d'apporter quelques corrections: si nous sommes
dans une masse d'air stable nous pouvons retirer 5 knts, si nous
sommes dans une masse d'air instable nous pourrons ajouter 10 à
5 knts en fonction de la plus ou moins grande instabilité
soupçonnée. De même, si la courbure des isobares est forte nous
pouvons nous attendre à des chiffres supérieurs de 5knts.
Ecartement 0.5 0.8 1
des Iso en
degré
Latitude 50
Latitude 45
Latitude 40
Latitude 35
Latitude 30
1.3 1.5 1.8 2
2.3 2.5 3
3.5 4
4.5 5
55 50 42 34 28 24 21 19 17 14 12 11 9
8
50 46 37 31 26 23 20 18 15 13 12 10 9
55 40 34 29 25 22 20 17 15 13 11 10
45 38 32 28 25 23 19 16 14 13 11
43 37 32 29 26 22 19 16 14 13
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Quelques repères complémentaires, applicables à notre latitude:
- des isobares espacés de 100 km génèreront des vents proches
de 100 km/h,
- le vent à 10 mètres du sol est 10% plus fort qu'au sol.
LA CIRCULATION GENERALE.
Les deux représentations ci-dessus montre que notre
atmosphère est une alternance de basses et de hautes pressions :
-Basses pressions : Equateur et régions tempérées
-Hautes pressions : pôles et régions subtropicales
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En application de l’observation de Buys-ballot, il est aisé de
comprendre que les vents moyens seront d’Est ou d’Ouest.
Les centres d’action apparaissent à l’évidence
anticyclone des Açores, dépression islandaise,
corollaire de vents pondérés selon les saisons.
ci-dessus :
avec leur
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La mer :
La ressemblance entre les grands mouvements de
l’atmosphère et ceux des Océans., les mêmes causes produisant les
mêmes effets, est frappante! Ce sont les courants de densité.
Il s’y ajoute les courants de dérive. Un vent régulier finit par
entraîner l’eau de surface à une vitesse de 3% de la vitesse du
vent.(valeur retenue pour calculer la dérive d’une nappe de pétrole)
soumis également à la F. de Coriolis.
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N’allons pas plus loin ! Car les courants ne nous intéressent
que par leur rôle dans notre météo locale et non par leur dérive qui
concerne peu les petits morceaux de mer sur lesquels nous
naviguons.
Ce qui nous importe, par contre c’est l’action du vent sur la
surface liquide de nos espaces de navigation.
Les vagues: (voir tableau vitesse des vagues)
Elles se définissent par leur hauteur, leur longueur, leur
période.
Le rapport Hauteur/Longueur devient critique quand il approche
1/7. S’il est supérieur il y a risque de déferlement, en eaux
profondes.
De même quand le rapport entre la longueur et la profondeur
dépasse 1/5 le risque de déferlement est réel. Ainsi une vague de
deux mètres peut déferler dans des fonds de dix mètres.
VITESSE DES VAGUES
Période des vagues en S
1
2
5
10
20
Longueur d’onde en M
1,6
6
40
160
625
Vitesse en M/S
1,6
3
8
16
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LE TEMPS OCEANIQUE : comprendre le temps qu’il fait.
A l’équateur, l’air chaud, léger, s’élève et se dirige vers le Nord.
Il se refroidit.
Aux alentours du 30ème parallèle, se refroidissant, il s’affaisse
(c’est la subsidence), formant la ceinture anticyclonique
subtropicale dont l’anticyclone des Açores fait partie.
Cette
barrière, oblige les masses d’air tropicales à un contournement.
Au pôle Nord, l’air froid, dense, aspiré par les zones de basses
pressions islandaises, se répand vers des latitudes plus clémentes
et rencontre entre 60 et 40° N, l’air qui remonte de l’équateur. C’est
l’affrontement.
Nous avons là, la mécanique des perturbations du front
polaire, qui, emportées par le courant général Ouest /Est de nos
régions nous inflige ce régime perturbé d’Ouest.
Tout n’est si simple ! Ce schéma admet toute sortes de
variables. L’anticyclone des Açores est solide sur son versant Ouest,
mais plus fragile sur son versant Est.
En été, il arrive qu’il s’effondre en laissant passer des
dépressions.
En hiver il arrive que l’anticyclone sibérien s’étende jusqu’à
nous, renvoyant les dépressions vers le Sud en nous gratifiant d’un
beau temps froid.
Tout dépend donc où passent les perturbations du front
polaire.
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Les régimes de nos latitudes.
Courant perturbé d’W (carte ci-dessous): (40 à 50% de toutes
les perturbations). Circule au N de la zone des HP des Açores. La
trajectoire varie peu. Le caractère est dépressionnaire. Vents forts et
systèmes nuageux très étendus ( 2000X500Km). Le déplacement est
de l’ordre de 22 à 33Knts l’hiver et de 12 à 22 Knts l’été. Durand
leur passage, les variations barométriques sont fortes (10 à 20 hPa
en 24 h). Les températures varient également fortement en sens
inverse à la PA. La rotation du vent est rapide et importante du S au
NW. Il augmente graduellement jusqu’à l’arrivée du front chaud et
fraîchit encore avec rafales au passage du Front Froid.
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Courant perturbé de N-W (carte ci-dessous) : L’anticyclone
des Açores est positionné très N sur l’Atlantique et se prolonge par
une dorsale sur le Golf de Gascogne. Soit les perturbations se
déplacent vers le S-E et atteignent la France, soit on ne verra que la
marge chaude.
Courant perturbé de S-W (carte ci-dessous) : Situation très
fréquente en hiver. L’anticyclone est très S, Les perturbations se
déplacent du S-W vers le N-E l’isobare 1015 va de l’Espagne à la
Scandinavie, l’air tropical du S-W apporte avec lui un ruban de Ns
avec pluies soutenues et températures élevées. Vents et coups de
vent de S-W et mer forte à grosse
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Anatomie d’une perturbation:
La perturbation :
-L’air froid antérieur,
Suivi du front chaud,
Du secteur chaud (point d'air chaud restée au niveau du
sol),
Du front froid
De l'air froid postérieur.
Avec le système nuageux associé :
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Dans l'air froid antérieur, sur l'axe du déplacement de la
perturbation, le vent s'oriente au sud-est, puis au sud en se
renforçant, et le ciel de tête laisse voir des cirrus, des cirrostratus,
parfois des altostratus. Le corps fait apparaître ensuite des
altostratus ou des nimbostratus. La pluie tombe et le vent passe
au sud-ouest en fraîchissant, puis à l'ouest au passage du front
chaud, où il pleut fort. La pression chute au front où elle atteint son
minimum.
Dans le secteur chaud, pression et vent restent stables. Les
stratocumulus donnent de la bruine, voire du brouillard. Les
stratus sont au sud, zone de liaison. Enfin au passage du front
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froid, le vent bascule au nord-ouest (renforcement temporaire) et la
pression remonte vite. Sous le ciel de traîne, les cumulus et les
cumulonimbus donnent des grains.
.La vie de la perturbation:
Au fur et à mesure de son déplacement vers l'est, avec une
éventuelle composante nord ou sud en fonction des anticyclones, la
perturbation se développe sur des centaines, voire des milliers de
milles. Tandis que son centre dépressionnaire se creuse, le front
froid progresse plus vite que le front chaud, prenant en tenaille l'air
chaud qui est alors rejeté en altitude.
Lorsque le front froid rattrape le front chaud, il y a occlusion.
C'est souvent le cas lorsque la perturbation arrive sur l'Europe. Le
front occlus étant lui aussi rejeté peu à peu en altitude, la
perturbation meurt progressivement. Elle se comble ainsi au bout
de 4 à 5 jours d'existence, une semaine au maximum.
Ce schéma est évidemment "idéal" et présente un très grand
nombre
de
variantes.
Néanmoins,
certains
paramètres
caractéristiques peuvent être observés au passage d'une telle
perturbation.
Paradoxalement, si les variations sont nettes en hiver, la
température n'est pas le paramètre le plus facilement décelable, au
moins pour les maxima, celui du secteur chaud (couvert) étant
souvent inférieur à celui de l'air froid (dégagé).
Position relative à la dépression :
Selon que nous soyons positionnés plus ou moins Nord
ou centre ou Sud de la dépression nous observerons différemment
son passage. La bascule des vents sera très différente et le
défilement des types de ciel également. Si nous sommes très nord
nous n'identifierons ni la tête, ni le corps et passerons de la marge
froide à la traine, les vents de SE basculeront E puis NE et enfin N,
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expérience qui peut nous laisser perplexes! Si nous sommes très
Sud, les vents de SE basculeront SW puis W enfin NW !
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Le langage du ciel:
La Tête : Cirrus (uncinus ou fibratus) les émissaires ,
cirrostratus, altostratus. La pression baisse lentement. Le vent
s’oriente au Sud en fraîchissant. La tête (air chaud et humide)
précède le corps à grande distance (plusieurs centaines de milles).
L’air est clair jusqu’à l’arrivée des cirrostratus (phénomène de halo,
soleil cerclé, toile à rentrer).L’apparition de cirrus n’est pas la
garantie que l’on se trouve dans la tête, nous verrons tout à l’heure
qu’ils sont aussi présents dans la marge froide. Les altostratus
annoncent la fin de la tête et le début du corps. Les signes ne sont
pas toujours aussi caractéristiques notamment en été où les cirrus
peuvent être complètement absents, remplacés par des altocumulus
en « dallage » ou en rouleaux, ou en galets (undulatus), os de seiche
(lenticularis). Ressemblance avec marge chaude
Le Corps : altostratus, ou nimbostratus, sous lesquels courent
souvent des «diablotins » ; la pluie est continue, la pression baisse
encore, le vent tourne S-W puis W; le barro est au plus bas, la
visibilité baisse.
La Traîne : Eclaircies, passages nuageux, averses, grains, le
baro remonte, le thermomètre descend, le vent vire au N-W en se
reprenant de la vigueur. (air froid réchauffé par la base qui devient
instable), Cumulonimbus, cumulus congestus, visibilité très bonne,
rafales. Elle peut être très large, souvent elle précède de peu la
perturbation suivante dont on voit déjà les cirrus.
La Marge froide : situé dans le nord de la perturbation (c’est
rare chez nous, possible ne hiver) on voit passer la MF. Il n’y a pas
de front, elle ressemble à la tête, cirrus cirrostratus, baisse de
pression, vent au S-E. mais, le voile nuageux au lieu de s’assombrir
s’éclaircit, ce qui ressemble à un ciel de traîne s’établit, la pression
remonte, le vent passe à l’E puis au N.
La Marge Chaude : bancs irréguliers d’altocumulus
lenticularis, généralement précédés de cirrus et parfois
accompagnés de cirrocumulus, les variations de pression et de vent
sont lentes, c’est souvent la liaison avec le perturbation suivante.
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Front occlus : Ciel de tête normal, il y à un seul front qui
s’annonce comme un front chaud ; mais les cumulus suivent, voire
touchent, le nimbostratus. Les averses succèdent rapidement aux
pluies continues, la rotation des vents est rapide et importante, la
remontée du barro et la baisse du thermo sont rapides. Grande
nébulosité.
Ciel d’intervalle : Clair avec Cumulus humilis, masse d’air
stable, peu humide. L’évolution diurne (réchauffement par la base
notamment sur la cote) fait tendre la masse d’air vers l’instabilité. Il
est favorable à l’apparition de brises côtières.
Ciel de turbulence : Nuages stratiformes, précipitations nulles
ou faibles, le gris est omniprésent, ce ciel peut masquer un autre
type de ciel qui évolue au dessus de lui. Il est rare en été et présente
une évolution diurne importante par le réchauffement.
Ciel d’instabilité : Cumulus congestus qui évoluent vers Cb
avec averses et orages. Signe d’instabilité (il rappelle le ciel de
traîne), il est rare en Atlantique.
Ciel orageux : Développement rapide des Cumulus vers
Cumulus congestus puis vers Cumulonimbus. Ce ciel se constitue
souvent dans une zone où le gradient de PA est faible avec un fort
réchauffement par la base. (Instabilité).
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LE TEMPS OCEANIQUE : prévoir le temps qu’il fera.
Bulletin
VHF :(supports
de
prise
de
notes)
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Les cartes de surface :
Les cartes d’analyse: décrit la situation actuelle
Les cartes préviso: c'est une carte de prévision qui décrit
ce que sera la situation future.
Le cartouche d’identification : dates, heures,
type de carte, provenance, les parallèles( projection stéréographique)
Les isobares : pressions réduites au niveau de
la mer, de 5 en 5 (4 en 4 en GB), isobare 1015 quelquefois en gras
Les centres d’action
Les fronts .
Les cartes 850 hPa, 500 hPa, 350 hPa :
Les cartes 500 hPa:
Elles décrivent la circulation de l’atmosphère au niveau
500 hPa c’est- à- dire au milieu de la troposphère (6000m).
Elles sont cotées en décamètres.
Elles donnent une idée de la vitesse d’évolution des
centres d’action.
-Si les courbes sont rectilignes, les phénomènes
se déplacent le long de ces lignes à la moitié de la vitesse du vent de
ce niveau là.
-Si les courbes sont très incurvées, les
phénomènes se déplacent lentement ou sont stationnaire.
-Si les courbes sont quasiment fermées le
phénomène se déplace à la vitesse du vent le plus fort de son
voisinage.
Les cartes 850 hPa :
Elles décrivent l’atmosphère à 1500m c’est-à-dire
hors l’influence du relief. Elles donnent souvent en plus les
isothermes auxquelles il faut, pour avoir le température du sol,
ajouter 15° en été, 12,5° en automne et au printemps, 9° en hiver.
C’est info permettent de pressentir les vents thermiques.
Les cartes 300 hPa :
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Elles décrivent les phénomènes
m. royaume des jet-stream, et nous concerne peu.
vers
9000
Les cartes de champs de vents :.
Elles sont à utiliser concomitamment aux cartes
isobariques : à proximité d’un FF on saura que vents peuvent être
50% plus forts ; à proximité d’une dorsale le vent sera plus faible.
Quelques grands repères : lorsqu’une dépression est
« jeunes », elles se déplace à 80 de la vitesse du vent déduit de la
carte de surface selon la direction des isobares du secteur chaud .
Lorsqu’une dépression
occluse, le déplacement faibli voire devient stationnaire.
est
Les FF : se déplacent selon la
perpendiculaire au FF à la vitesse du vent .
Les FC : se déplacent à 80%
de la vitesse du vent.
Les anticyclones : les gros
A sont difficiles à prévoir la cartes 500hPa en donne une idée. Les A
suivant une D suivent en partant vers la droite du trajet de la D.. les
dorsales entre deux D se déplacent comme celle-ci ;
Le baromètre.
Ce sont ses variations qui sont importantes :
- baisse de 2à 3 hPa en 3h: le mauvais temps arrive ;
- baisse de 3 à 5 hPa en 3h : perturbation
importante ;
- baise de + de 5 hPa en 3h : danger grave.
Dans la tête : Cirrus…cirrostratus(halo) et/ou altostratus peu
épais, le baro baisse, le vent met du S en fraîchissant. l’altostratus
s’abaisse, s’assombri, c’est le début du corps.
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Dans le corps : altostratus épais …nimbostratus plus
diablotins, pluies continues, le baro baisse, le vent S vers S-W voire
W, il fait moins froid.
Dans la traîne :éclaircies, averses, grains, le baro remonte, le
vent vient au N-W et fraîchit encore avec rafales.
La marge froide : cirrus…cirrostratus, baro baisse, vent S ou
S-E (ressemblance avec tête) mais les cirrostratus ne s’épaississent
pas et se délitent pour laisser place à un ciel de ..traine.
La marge chaude :bancs isolés d’altocumulus, lenticulaires,
ciel changeant, variation de pression et de vent très faibles.
Front occlus : ciel de tête normal, FC, suivi immédiatement par
FF(de l’altostratus au cumulonimbus)la rotation du vent est
importante, le baro remonte vite la superposition des systèmes
nuageux donne souvent des précipitations abondantes et
désordonnées.