Pour en finir avec la rotation de la brise

[parapenteur]

Bonjour à tous,

Petit nouveau, je m'intéresse au climat par le biais d'une passion: le parapente

Une des caractéristique de notre activité, c'est que souvent on ne la pratique pas! On se retrouve entre copains et on attend que les conditions nous deviennent favorable, on scrute le ciel et on discute de masse d'air... Justement la dernière discussion enflamée que j'ai eu, était a propos du fait que la brise de mer suit le Soleil, je précise que j'habite le Languedoc. On me soutenait donc que la brise suit le soleil, et va d'Est en Ouest sur notre côte, je ne contestais pas ces faits mais leur explication qu'on me donnait et qui était que le soleil chauffant plus les terres vers l'ouest la brise suivait le mouvement, pour ma part j'avançais sans preuve que sans doute ils'agissait d'un cas particulier et que si on inversait la côte en mettant la mer au Nord Ouest et la terre au Sud Est on n('observerait pas la même chose

Voila pour l'intro

J'ai donc parcouru votre forum et trouvé, notemment deux posts interressants traitant de cette question ( j'ai particulierement apprécié la contribution de Meteofun qui en reprenant la théorie de zéro, m'a permis de me mettre à niveau):

http://forums.infoclimat.fr/lofiversion/in...php/t13922.html

http://forums.infoclimat.fr/lofiversion/in...php/t30863.html

Au vu de cette lecture j'ai donc bien eu confirmation que les brises suivent le soleil si les cotes sont orientées vers le sud et qu'elles suivent l'opposées du soleil si elle sont orienté vers le Nord, étant données qu'elles sont toujours déviées vers la droite. Une interrogation subsite cependant quant au pourquoi de la chose: Puis-je dire à mes co-parapentiste que ce phénomène est du à Coriolis? Les deux posts mettant en doute, si j'ai bien tout compris, l'attribution de ce phénomène au seul Coriolis, argant qu'en fin de journée la déviation devrai diminuer, et la brise par la même revenir vers la perpendiculaire de la cote, l'effet Coriolis ayant moins prise sur une brise faiblissante.

J'espère avoir été clair et que la réponse, si réponse definitive il ya, ne se trouve pas déja sur le forum.

Bon Vent

[Météofun]

Bienvenue à toi ^^

Y’a visiblement un petit problème sur les liens, donc je n’ai pas pu voir à quels messages tu faisais allusion, mais je n’ai pas le souvenir de discussions sur les brises de pente. Si je me rappel bien (?) c’était plutôt lié aux brises de mer.

Et là ça change pas mal de choses. Puisqu’en montagne effectivement suivant l’orientation des vallées et des pentes le chauffage change considérablement, et donc la convection le long des pentes. Du coup effectivement, le matin la brise débute plutôt sur les flancs exposés à l’est et tombe rapidement sur ces pentes l’après-midi tandis que sur les pentes exposés à l’ouest la convection démarre plus tard mais perdure plus longtemps.

Suite au pompage convectif des brises de pente l’alimentation se fait par les vallées. Contrairement à la brise de mer l’ajustement au géostrophisme avec l’aide de Mr Coriolis ne peut se faire à cause de la canalisation par les vallées.

Pour le cas de la brise de mer, c’est effectivement bien différent avec une forte influence de Coriolis en cours de journée. Et effectivement aussi : sur les côtes sud la tendance est (très très grossièrement) à suivre le soleil l’après-midi et sur les côtes nord très très grossièrement la direction est opposée à celle du soleil (mais donc à tourner aussi dans le même sens que lui). Mais ce sont un peu des règles à la très grosse louche.

Et bien sûr ce phénomène est bien du (en premier lieu) à Coriolis : sans Coriolis la direction du vent resterai toute la journée perpendiculaire la côte. Mais chaque cas est un peu différent et notamment avec les interactions brises de mer / brises de pentes.

Effectivement la force apparente de Coriolis est moins forte avec un vent faiblissant, mais c’est pas pour autant qu’il retournera dans l’autre sens (donc perpendiculaire à la côte) car la force de pression est aussi faiblissante (et l’équilibre reste donc effectif). Ceci reste vrai tant que le vent reste significatif (donc pas trop faible), et en supposant un cas pur avec un ajustement au géostrophisme suffisamment consistant, ce qui est loin d’être toujours le cas dans la pratique comme tu as du le lire dans des discussions précédentes.

[parapenteur]

Merci Meteofun.

Oupsss en effet les liens ne marche pas, je ne les avais pas vérifiés, j'ai voulu les modifier dans mon post initial mais ça n'a pas l'air de fonctionner, je les joins donc, ci-dessous:

http://forums.infoclimat.fr/lofiversion/in...php/t13922.html

http://forums.infoclimat.fr/lofiversion/in...php/t30863.html

Sinon je parlais bien de brise de mer, les brises de pente ont un fonctionnement beaucoup plus simple ou du moins prévisible puisqu'elles sont canalisées.

Je peux donc affirmer qu'il s'agit bien d'un effet du à la force de Coriolis, modulé par d'autres facteurs locaux (pour rester assez vague!)

[Météofun]

Tiens ça marche toujours pas les liens … Tu utilises visiblement la version bas débit du forum (lofiversion), je sais pas si c’est du à ça mais c’est bizarre … Bon tant pis, en tout cas, effectivement, je trouve ça très bien comme conclusion en restant assez vague.

[parapenteur]

Tiens ça marche toujours pas les liens … Tu utilises visiblement la version bas débit du forum (lofiversion), je sais pas si c'est du à ça mais c'est bizarre … Bon tant pis, en tout cas, effectivement, je trouve ça très bien comme conclusion en restant assez vague.

Ok merci pour cette confirmation

Pour les liens, en effet je les avais consultés sur la version bas débit et je n'arrive pas à les retrouver dans la version normale en tout cas c'était des post dans cette même catégorie: Question-réponse sur la météo

[mm91]

La force de Coriolis est due à la rotation de la terre, elle n’a donc rien à voir avec le soleil et ce n’est pas elle qui fait que la brise de mer tourne avec le soleil.

Dans une hémisphère donnée, la force de Coriolis s’exerce dans le même sens quelque soit la position du soleil et l’heure de la journée.

La rotation de la brise de mer d'Est en Ouest vient de la combinaison de la brise de pente et de la brise de mer :

En moyenne (c’est surtout vrai sur la côte d’azur) les vallées sont perpendiculaires à la mer (normal puisque les rivières qui creusent les vallées coulent vers la mer).

Le matin ce sont les versants face à l’ Est qui chauffent le plus (brise de pente), donc la brise de mer vient plutôt du sud-est.

A midi la brise de pente remonte toute les vallées (perpendiculaires à la mer), et le soir se sont les versants Ouest qui sont ensoleillés et la brise souffle plutôt du sud-ouest

Le vent « suit » donc le soleil au cours de la journée.

Le phénomène est très marqué sur la côte d’azur, on l’appelle quelquefois le « vent solaire », bien connu des plaisanciers.

[pinthotal]

La force de Coriolis est due à la rotation de la terre, elle n'a donc rien à voir avec le soleil et ce n'est pas elle qui fait que la brise de mer tourne avec le soleil.

Dans une hémisphère donnée, la force de Coriolis s'exerce dans le même sens quelque soit la position du soleil et l'heure de la journée.

La rotation de la brise de mer d'Est en Ouest vient de la combinaison de la brise de pente et de la brise de mer :

En moyenne (c'est surtout vrai sur la côte d'azur) les vallées sont perpendiculaires à la mer (normal puisque les rivières qui creusent les vallées coulent vers la mer).

Le matin ce sont les versants face à l' Est qui chauffent le plus (brise de pente), donc la brise de mer vient plutôt du sud-est.

A midi la brise de pente remonte toute les vallées (perpendiculaires à la mer), et le soir se sont les versants Ouest qui sont ensoleillés et la brise souffle plutôt du sud-ouest

Le vent « suit » donc le soleil au cours de la journée.

Le phénomène est très marqué sur la côte d'azur, on l'appelle quelquefois le « vent solaire », bien connu des plaisanciers.

Il n'y a pas des pentes près de toutes les cotes. Sur certaines parties du Languedoc ou sur la côte Atlantique, il n'y a pas de brise de pente, et pourtant une rotation est observée. Ton explication n'est pas généralisable. Et surtout ton affirmation comme quoi la force de Coriolis n'a rien à voir dans l'histoire est infondée. Pour quelle raison pourrais-tu négliger la force de Coriolis ? Peu importe l'origine du vent (synoptique, ou circulation de brise) une particule en mouvement est toujours soumise à une force de Coriolis.

L'alternance brise de mer /brise de terre entre jour et nuit est due à une circulation qui se met en place pour chercher à corriger le déséquilibre thermique entre mer et terre (d'origine radiative).

Ensuite, la rotation au sein de la journée (par ex entre 12h et 18h) est bien due à la force de Coriolis qui fait pivoter peu à peu la structure.

Précision pour parapenteur :

L'argument évoqué du ralentissement de la brise le soir ne remet pas en cause cela. Lorsque la brise faiblit, la force de Coriolis faiblit et donc la rotation faiblit. Mais la structure a déjà tourné pendant l'après-midi, il n'y a donc aucune raison qu'elle se remette perpendiculairement à la côte.

[mm91]

Je pense que nos deux explications sont valables (chacune à leur échelle).

Mais si je peux me permettre tu n’expliques pas très bien (comme sur beaucoup de site que je viens de visiter d’ailleurs).

On est bien d’accord : la question de départ n’est pas « comment se forme la brise de mer ? »,

mais bien : « pourquoi la brise de mer tourne-t-elle avec le soleil ? »

La force de Coriolis ne change pas avec la position du soleil, mais par contre il faut bien préciser qu’elle augmente avec la vitesse de déplacement.

Donc sur une côte parfaitement plate par exemple, avec l’échauffement, la brise s’établi perpendiculairement à la côte (si aucune autre influence), mais quand sa vitesse augmente (vers quinze heures par exemple), la force de Coriolis augmente également, donc plus la brise est forte, plus elle est déviée vers la droite (dans hémisphère nord) donc sur une côte face au sud la brise donnera l’impression de suivre le soleil.

Mais le soir, quand elle ralentie, elle se remet perpendiculaire à la côte (on s’en aperçoit peu puisque le vent tombe).

Je pense que c’est plutôt ce qui se passe dans le Languedoc.

Ce que je reproche à toutes les explications que je lis, c’est de dire seulement que la brise est déviée à cause de la force de Coriolis.

Le lecteur ne comprendra pas pourquoi cette déviation change avec le soleil.

C’est la vitesse du vent qui change avec l’échauffement du soleil, et comme la force de Coriolis est proportionnelle à la vitesse, indirectement la déviation est fonction de l’échauffement du soleil et donc de sa position dans la journée.

Par ailleurs, le phénomène dont je parle pour la côte d’azur est un phénomène beaucoup plus marqué et spectaculaire : la brise de mer vient vraiment du soleil tout au long de la journée. Ce n’est pas seulement un légère déviation au milieu de la journée

Je pense quand même, que même sur une côte qui n’a pas de vallée perpendiculaire à la mer ou peu de relief, la somme de tous les petits reliefs, des rochers, des dunes, des petites pentes, des caps, des plages exposées du côté du soleil (Est le matin et Ouest l’après midi) arrive à créer une dissymétrie sur l’orientation du vent qui a donc tendance également à suivre le soleil.

C’est la seule explication que je trouve à ta dernière phrase pour expliquer que le vent reste orienter à l’ouest (?). Parce qu’ avec Coriolis il a toutes les raisons de se remettre perpendiculairement à la côte.

L’histoire de la « structure qui a déjà tourné » ne me satisfait pas.

[Météofun]

Mais le soir, quand elle ralentie, elle se remet perpendiculaire à la côte (on s’en aperçoit peu puisque le vent tombe).

Ben non pas du tout ! Dis nous quelle autre force la ramerait perpendiculairement à la côte ? Il n’y a que la force de pression, mais si le vent baisse c’est bien parce qu’elle diminue aussi ! Et l’équilibre est conservé, tant que le vent n’est pas trop faible.La rotation à droite est lente parce que la force de Coriolis est une force très faible qui « met du temps à agir » (typiquement quelques heures -5 à 10 h par exemple-). Donc si la rotation se poursuit à droite (même si la brise de mer ne change pas d’intensité) c’est le temps que la force de Coriolis agisse. D’où cette impression que la brise « tourne avec le soleil », même si évidement ce sont deux phénomène complètement distincts. Et si la brise de mer met 6h à s’équilibrer en tournant d’un quart de cercle (ce qui est assez rapide et concerne surtout les cas bien établit), on est bien dans le même ordre de grandeur que la rotation du soleil (1/4 de cercle en 6h).

En gros, je crois que ce que tu n’as pas très bien compris c’est que même si l’écoulement reste avec la même vitesse, la rotation due à Coriolis mettra entre 5 et 10h environ pour tourner des 90° vers la droite. Je ne sais pas maintenant si c’est plus clair dit comme ça .

Et, en mer, la brise de mer tourne à droite dans toutes les régions où elle s’établit correctement, y compris (par exemple) sur les côtes nord de l’Afrique, où suivant ton principe elle devrait surtout tourner à gauche. Et si tu navigues sur les côtes Atlantiques lorsque la brise est bien en verve (ça arrive parfois) : la rotation y est parfois aussi très marquée. Avant le relief, ce qui fait surtout la différence avec la Méditerranée c’est la rapidité et la puissance du chauffage (en partie à cause de la sécheresse des sols et de la végétation).

Et puis dans le sud-est de la France le chauffage est très efficace et une dépression thermique marquée se met parfois en place, avec une extension au large bien au-delà de l’influence des brises de vallées, et avec la même rotation à droite.

Je pense quand même, que même sur une côte qui n’a pas de vallée perpendiculaire à la mer ou peu de relief, la somme de tous les petits reliefs, des rochers, des dunes, des petites pentes, des caps, des plages exposées du côté du soleil (Est le matin et Ouest l’après midi) arrive à créer une dissymétrie sur l’orientation du vent qui a donc tendance également à suivre le soleil.

A non pas du tout, la distribution de la turbulence des bulles convectives est bien trop aléatoire pour ça ! Pour les pentes et les vallées ça fonctionne car le relief à une échelle plus grande que l’organisation convective. Ca ne peut fonctionner pour les échelles plus petites.On ne nie pas du tout l’effet des brises de vallées mais il n’est pas du tout général : c’est une influence locale qui agit en plus du principe général.

[mm91]

Ben non pas du tout ! Dis nous quelle autre force la ramerait perpendiculairement à la côte ?

Il n’y a pas besoin d’une force pour ramener le vent perpendiculaire à la côte puisqu’il n’y a plus de force qui le dévie !Tu confonds avec un système équilibré :

Tu appliques une force pour déplacer un objet posé sur une table : il change de position.

Tu annules la force, il reste dans cette position.

Si tu veux le ramener dans la position initiale il faut lui appliquer une force inverse.

Pour la déviation du vent avec Coriolis, c’est dynamique :

- vitesse = déviation,

- absence de vitesse (ou ralentissement) = absence (ou diminution) de déviation.

Il n’y a pas besoin d’une force inverse pour annuler la déviation !

A non pas du tout, la distribution de la turbulence des bulles convectives est bien trop aléatoire pour ça ! Pour les pentes et les vallées ça fonctionne car le relief à une échelle plus grande que l’organisation convective. Ca ne peut fonctionner pour les échelles plus petites

Tout ce qui est orienté au soleil chauffe du même côté ce n’est pas du tout négligeable et ça crée obligatoirement une dissymétrie, sauf si le sol était parfaitement plat et lisse.

[parapenteur]

Bon je vois qu'on en a pas fini avec la rotation de la brise /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Pour ma part, sans être un pro de la climatologie, une chose m'apparait comme évidente: Sur une cote orienté au Nord comme l'Afrique du Nord ou la Manche, si la déviation se fait par la droite (donc d'Ouest en Est) c'est qu'il s'agit d'un effet de Coriolis ou tout au moins d'un effet qui n'a rien à voir avec le soleil. Il serait intérressant d'avoir un témoignage de quelqu'un vivant sur ces côtes ou bien dans l'hemisphère Sud. L'expression "la brise suit le soleil" ne serait alors employé que comme moyen mnémotechnique par les gens habitant les cotes orientées +/- Sud, en non pas comme explication du phénomène.

[pinthotal]

Bon je vois qu'on en a pas fini avec la rotation de la brise /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Pour ma part, sans être un pro de la climatologie, une chose m'apparait comme évidente: Sur une cote orienté au Nord comme l'Afrique du Nord ou la Manche, si la déviation se fait par la droite (donc d'Ouest en Est) c'est qu'il s'agit d'un effet de Coriolis ou tout au moins d'un effet qui n'a rien à voir avec le soleil. Il serait intérressant d'avoir un témoignage de quelqu'un vivant sur ces côtes ou bien dans l'hemisphère Sud. L'expression "la brise suit le soleil" ne serait alors employé que comme moyen mnémotechnique par les gens habitant les cotes orientées +/- Sud, en non pas comme explication du phénomène.

Les phénomènes de brise sont des processus qui sont bien compris et que l'on modélise relativement bien avec les modèles de méso-échelle.

Ce que mm91 ne comprend pas c'est que la circulation de brise ce n'est pas juste un vent en un point tout seul qui réagit du tac au tac avec la variation de température. C'est toute une structure qui a une étendue horizontale et verticale. L'ensemble de la structure pivote sous l'effet de la force de Coriolis. Lorsque le gradient thermique devient nul le soir, l'alimentation de la circulation de brise est coupée mais bien sûr elle ne s'arrête pas instantanément, elle faiblit progressivement jusqu'à ce que la brise de terre vienne peu à peu la remplacer. L'orientation de la circulation ne varie pas non plus instantanément au gré des variations de vitesse de la brise comme le croit mm91. Une fois que la structure a pivoté elle ne revient pas en place toute seule juste parce que v et Fc diminue.

Quand au fait de dire qu'il y a des brises de pente sur la côte charentaise, je me permettrais de juste en rigoler.

[Météofun]

Il n’y a pas besoin d’une force inverse pour annuler la déviation !

Bha bien sûr que si ! ! C’est de la physique de base. Je reprends avec ce schéma qui montre l’établissement de l’équilibre géostrophique qui explique en grande partie la rotation à droite.

On voit bien que la rotation est progressive une fois que la particule d’air à sa vitesse. On arrive au final à l’équilibre force de pression – force de Coriolis. Le bilan des forces est nul : le vent est en équilibre (situation stationnaire).

Imagine maintenant qu’on annule la force de pression : la particule continue son mouvement avec uniquement la force Coriolis : la rotation à droite se poursuit donc ! On parle d’ailleurs d’oscillation inertielle.

Si maintenant, cas moins idéalisé, en fin de journée le déséquilibre de pression diminue, on a donc une baisse de la force de pression, et donc au contraire un vent qui tourne encore un peu plus à droite (du moins suivant la théorie). Puis les frottements font progressivement baisser la vitesse.

En gros, ce que tu n’as pas compris, c’est que la seule force qui amène la particule perpendiculairement à la côte est la force de pression (on considère le cas théorique du modèle géostrophique à 2 forces) et que lorsque la vitesse de la particule d’air diminue, et donc effectivement que Coriolis est en baisse, c’est que la force de pression est aussi en baisse. On peut donc rester à l’équilibre comme l’indique le schéma que j’ai mi plus haut !

Mais ce qui est dit là concerne un modèle théorique pur qui est effectivement peu réel dans le détail puisque l’équilibre géostrophique est rarement complètement atteint en fin de journée. Mais ça n’explique pas trop mal le phénomène dans la globalité.

Tout ce qui est orienté au soleil chauffe du même côté ce n’est pas du tout négligeable et ça crée obligatoirement une dissymétrie, sauf si le sol était parfaitement plat et lisse.

Effectivement ça joue sur des effets locaux qui sont amusants (ça permet de se creuser les méninges) à exploiter en régate. Mais il n’y a pas d’organisation globale, pas de canalisation qui contredit Coriolis, … C’est absolument pas comparable parce que ce n’est pas du tout la même échelle ! Et en plus, comme dit Pinthotal, les modèles fins (sans prendre en compte ce que tu dis) arrivent à simuler les brises.