Météorologie. 15 mars François Feuillebois GCAL. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

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1 Météorologie GCAL 15 mars 2018 François Feuillebois (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

2 Masses d'air et forces en présence Le moteur de la météorologie est thermique. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

3 Masses d'air et forces en présence Le soleil est plus près du zénith à l'équateur (ou aux tropiques en été) et plus près de l'horizon au pôles. D'où des températures élevées dans la zone équatoriale et basses au niveau des pôles Nord et Sud de la terre, avec la présence de masses de glace. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

4 Masses d'air et forces en présence Les masses d'air chaud (près de l'équateur) et d'air froid (près des pôles) ne se mélangent pas. C'est la confrontation de ces masses d'air chaudes et froides qui détermine la nature du temps sur le globe. L'air chaud (plus léger) monte et est remplacé par l'air froid, d'où les vents. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

5 Masses d'air et forces en présence Mais le déplacement de l'air est aussi modié par la rotation de la terre. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

6 Force de Coriolis Force de Coriolis sur un corps en mouvement sur la terre. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

7 Force de Coriolis Du fait de la rotation de la terre autour de son axe Nord/Sud, lorsqu'on se déplace sur la terre on est dévié vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud sous l'action de la force de Coriolis. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

8 Force de Coriolis Cette force est proportionnelle à la vitesse (Si la vitesse est doublée, la force de Coriolis est elle aussi doublée) et aussi proportionnelle à la masse. Exemples... (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

9 Force de Coriolis Intensité de la force de Coriolis : Une personne de 70 kg marchant à 5 km/h est poussée vers la droite par une force de 1gf. Un TGV de 385 tonnes circulant à 270 km/h. Force de Coriolis = 300 kgf ; Un km 3 d'air (environ 1 million de tonnes) se déplaçant à 10 noeuds (Force Beaufort 3 à 4) : Force de Coriolis = 70 tonnes. Mais il faut comparer ce qui est comparable, à savoir les forces horizontales! Un gradient de pression de 1 hpa sur 80 milles nautiques exerce sur le même km 3 d'air une force = 69 tonnes. Donc bien que cette force soit très faible, elle parvient à modier la direction des vents dans les deux hémisphères. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

10 Eets de la force de Coriolis sur les vents Dépression Dans notre hémisphère nord... Anticyclone L'air se rapproche de la basse pression en tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre L'air s'écarte de la haute pression en tournant dans le sens des aiguilles d'une montre (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

11 Eets de la force de Coriolis sur les vents Dépression Dans notre hémisphère nord... Anticyclone Loi de Buys-Ballot (1857) : un observateur dos au vent a la dépression à sa gauche et l'anticyclone à sa droite. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

12 Eets locaux de la force de Coriolis Le vent en altitude va plus vite que le vent en surface, donc il est plus dévié par la force de Coriolis. Dans l'hémisphère Nord : au niveau de la mer le nuage au vent qui semble nous arriver dessus passera à gauche du navire. Celui qui est à droite du lit du vent nous arrivera dessus. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

13 Autres eets locaux de la force de Coriolis Le vent en surface à terre est plus ralenti (par les reliefs, les arbres,...) que sur la mer. La force de Coriolis est plus faible donc il est moins dévié vers la droite. Le long d'une côte, par vent d'ouest renforcement dans le cas où la mer se trouve au nord de la côte (convergence) inversement dans le cas où la mer se trouve au sud (divergence). (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

14 Circulation de l'atmosphère. Anticyclones et Dépressions (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

15 Circulation verticale de l'atmosphère Vents du nord (froids), de sud-ouest (tièdes), de nord-est (alizés), zone de convergence inter-tropicale (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

16 Ondes planétaires et courants jets Ondes planétaires ou ondes de Rossby (1939) : mouvements ondulatoires de la circulation atmosphérique initialement dues à la variation de la force de Coriolis avec la latitude. Courant jet (jet stream) : suivant une onde de Rossby, quelques centaines de km de large, situé vers km d'altitude (au niveau de la "tropopause") ; soue d'ouest en Est à des vitesses de 200 à 300 km/h. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

17 Formation d'une dépression (Nord en haut, sud en bas) L'air chaud (région tempérée) et l'air froid (polaire) ne se mélangent pas. Le front entre l'air chaud et l'air froid est instable, le front oscille. Le front oscillant donne alors un front chaud (arrivée de l'air chaud) et un front froid (arrivée de l'air froid). Si un courant jet oscillant se trouve au dessus, l'air est aspiré vers le haut. Une dépression se forme. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

18 Formation d'une dépression (suite) (Nord en haut, sud en bas) L'ensemble se déplace vers l'est à environ 30 km/h. Le vent (qui peut être beaucoup plus rapide) tourne autour de la dépression (hémisphère nord : sens inverse des aiguilles d'une montre). Le front froid rattrape le front chaud et passe par dessus : c'est le front occlus. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

19 Dépression Pourquoi dépression? La pression atmosphérique (mesurée avec le baromètre) est plus faible au centre de la dépression qu'à sa périphérie. Isobares : courbes sur lesquelles la pression est constante. Le vent (en direction de la dépression) est presque parallèle aux isobares. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

20 Dépression La pression atmosphérique moyenne est de 1013 hectopascals (hpa). (L'unité utilisée auparavant, maintenant obsolète, est le millibar (mb)). La vitesse du vent dépend du gradient de pression. Analogie avec l'écoulement d'eau dans un tube : Gradient de pression = diérence de pression longueur Plus les isobares (ou lignes de même pression) sont resserrées, plus le vent est fort. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

21 Cartes météo : vents Les plumes sur la èche sont placées vers la dépression ; 1/2 plume=force 1 1 plume = force plumes = force 8 (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

22 Cartes météo http :// (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

34 Cartes météo https :// Voir : les dépressions (L) les anticyclone (H) les isobares, front chaud (demi-ronds rouges), front froid (triangles bleus), front occlus (demi-ronds plus triangles magenta). (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

42 Famille de dépressions Succession de dépressions à intervalle de 36 à 48h environ. Le chemin que prennent les dépressions est indiqué par le courant jet ou courant d'altitude. Sens de déplacement d'ouest en Est à une vitesse de l'ordre de 30 km/h. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

43 Détail d'une dépression ( GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

44 Sommet des nuages étalé À la tropopause, vers km d'altitude se trouve une inversion de température : au dessus, la température augmente en montant. Alors les nuages ne peuvent plus monter et s'étalent. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

45 Passage du front chaud À l'arrivée de la dépression, passage l'air froid à l'air chaud ou front chaud. On observe une descente progressive de la pression ainsi qu'une rotation des vents du secteur Sud au Sud-Ouest puis à l'ouest. L'air froid est alors remplacé par l'air chaud (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

46 Passage du front chaud L'air froid est remplacé par l'air chaud qui monte en biais au dessus de l'air froid. Au moment du passage du front chaud, il pleut de façon régulière plus ou moins fortement et la visibilité s'abaisse, puis le ciel se dégage relativement et nous nous trouvons dans le secteur chaud de la dépression. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

47 Passage du front froid La pression remonte brusquement (l'air chaud est rapidement remplacé par l'air froid plus lourd) : c'est le front froid. Le vent forcit en passant brusquement de l'ouest au Nord-ouest. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

48 Passage du front froid Le front froid correspond à la formation d'une ligne de grains. On observe la formation de nuages à base horizontale et à développement vertical prononcé. Zone de plus grand danger : grains violents de durée indéterminée avec de fortes rafales et des grains de pluie ou de grêle qui bloquent rapidement la visibilité. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

49 Formation d'un front occlus Le déplacement du front froid étant plus rapide que celui du front chaud, il s'ensuit un chevauchement ou une imbrication du front chaud avec le front froid, ce qui donne un front occlus. Le front occlus marqué par le chevauchement du front chaud et du front froid est caractérisé par la densité des pluies et de la masse nuageuse et par l'abaissement de la visibilité. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

50 Les nuages dans une dépression ( GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

51 Les nuages dans une dépression 8000m Cirrus (Ci) en forme de plumes très brillantes (car nuage de glace), en forme de cheveux les pointes étant recourbées en direction de la dépression. Ce sont les premiers qui annoncent l'arrivée de la dépression. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

52 Les nuages dans une dépression Cirrostratus (Cs) Voile d'altitude, le soleil ou la lune le traverse et on observe quelquefois un halo autour du soleil ou de la lune. Ce halo annonce une dégradation souvent importante du temps. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

53 Les nuages dans une dépression Cirrocumulus = Cumulus très très haut Ils suivent les cirrus et annoncent l'arrivée de la dépression. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

54 Les nuages dans une dépression Altocumulos = Cumulus de l'étage moyen ; étant assez hauts, ils apparaissent petits Ils suivent les cirrocumulus et annoncent l'arrivée de la dépression. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

55 Les nuages dans une dépression Stratocumulus (Sc) = Grands bancs de nuages bas, gris avec des parties plus sombres ; ils donnent le plus souvent le crachin (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

56 L'arrivée du front chaud Arrivée d'abord des cirrus, puis des cirrostratus, arrivée des cirrocumulus, altocumulus et enn des stratocumulus Le phénomène s'accompagne d'une baisse de la visibilité, d'une baisse lente mais continue du baromètre, passage du vent du SE au S puis au SO qui se renforce progressivement. Une pluie régulière et souvent de faible intensité marque le passage du front chaud. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

57 Le secteur chaud de la dépression La pluie du front chaud s'arrête mais le ciel reste marqué de nuages d'instabilité et type cumuliforme Le vent passe à l'ouest et faiblit légèrement à l'arrivée du front froid. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

58 Arrivée du front froid À l'arrivée du front froid on voit apparaître à l'ouest une ligne de grains avec des nuages à fort développement vertical. Il s'agit de nuages de type cumulus (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

59 Arrivée du front froid...voire cumulo-nimbus (nuage d'orage) La base du nuage est horizontale alors que le haut se développe sous la forme d'enclume, à la tropopause (inversion de température). (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

60 Le passage du front froid Il se fait par le passage de cette ligne de grains parfois violent qui peut être accompagné d'orages, de grêle et de fortes rafales. Le vent vire brutalement de l'ouest au Nord-Ouest, en forcissant (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

61 Traîne La pression remonte C'est le temps à grains, le plus dangereux! En dehors des grains la visibilité s'améliore. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

62 La dépression s'en va La pression remonte. On voit à nouveau des cirrus. La direction du vent au sol par rapport au vent en altitude permet de déterminer si c'est une dépression qui part ou qui arrive : Le vent au sol est plus nord que le vent en altitude : la dépression s'en va. Le vent au sol est plus sud que le vent en altitude : la dépression arrive (c'est peut-être la prochaine!). (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

63 Observations locales La houle va plus vite que le déplacement du centre dépressionnaire. Le mauvais temps est donc annoncé : par l'arrivée de la houle alors que le vent peut être faible ou modéré avant l'arrivée des nuages qui ne précèdent que de peu la dégradation du temps. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

64 Observations locales Lors des périodes de beau temps, observer aussi les courants d'altitude ou "jet streams". (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

65 Observations locales L'observation du courant d'altitude par rapport au vent au sol permet de prévoir l'évolution à court terme du temps : Si le vent est dans la même direction que l'orientation des nuages d'altitude, aucun changement proche n'est à prévoir (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

66 Observations locales Si le vent a une direction diérente de l'orientation des nuages d'altitude un changement est proche (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

67 Les brises thermiques locales La formation des brises thermiques est due à la diérence d'échauement de la terre par rapport à la mer ; la terre réagissant plus rapidement et plus fortement au réchauement ou au refroidissement thermique. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

68 Les brises thermiques locales : de jour De jour la brise de mer se lève à partir de 10h, 12heures en heures locales l'été, elle peut être assez forte avec quelques risées, le fait que la terre peut être recouverte de végétation ou non peut inuer considérablement sur la force et sur régularité du vent. Le vent sera particulièrement fort le long d'une côte désertique et rocheuse ; il sera d'autant plus faible le long d'une côte arborée et humide. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

69 Les brises thermiques locales : de nuit De nuit la brise de terre est pas très forte et très régulière, l'échauement se faisant du côté de la mer de façon uniforme. Les brises de mer et de terre se font sentir jusqu'à 5 à 10 miles nautiques au large. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

70 Autres cartes météo et images Image satellite Carte météo des températures Carte météo des vagues (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

71 Carte météo et image satellite (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

72 Carte météo : températures Image satellite infrarouge. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

73 Carte météo : vagues (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

74 Ouragan Ophelia devenu tempête (16/10/2017) (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

75 Ouragan Ophelia devenu tempête (16/10/2017) (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

76 Ouragan (ici aux Antilles) Toute la hauteur de l'atmosphère est en rotation. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

77 Situations particulières à connaître A la suite d'un front froid actif, un ou plusieurs fronts secondaires peuvent se créer. Ils sont indiqués par les prévisions météorologiques et occasionnent fréquemment des renforcements importants de la force des vents. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

78 Situations particulières à connaître Si la carte météorologique indique l'existence de plusieurs centres dépressionnaires qui pourraient se rejoindre (cas relativement rare) il est indispensable de suivre avec une grande vigilance le phénomène qui amène le plus fréquemment la création d'une dépression très creuse à déplacement rapide. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

79 Situations particulières à connaître Il est bon de suivre l'évolution du baromètre de bord pour le comparer avec celui de la prévision météorologique. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

80 Le bulletin météo Avis des BMS (Bulletin marine spécial) donnant les coups de vent de force 7 et plus : zones, forces, durée de validité Situation générale et évolution. Situation des anticyclones et des dépressions, les fronts ; les valeurs des pressions dans les dépressions et les anticyclones ; les déplacements Les prévisions par zones. En traçant les vents dans chaque zone, on reconstitue la carte météorologique générale. (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

81 Autres cours météo à venir Compréhension d'un bulletin météo marine. Observations locales : nuages,...(la météo du pêcheur du coin) Les informations météo aux échelles générale et locale se complètent : S'HABITUER À PRATIQUER LES DEUX (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76

82 Sources et références http ://education.meteofrance.fr/ http ://acces.ens-lyon.fr/acces/formation/formations/meteorologie http :// https :// (GCAL ) Météorologie 15 mars / 76