Rôle de l'air froid par MF et Leroux

[anecdote]

http://www.meteo.fr/meteonet/decouvr/dossi...tempete/z09.htm

MF nous explique qu'il n'existe pas de force F pour que l'air froid s'exporte hors des régions polaires. Or -- et là je reviens sur les AMP -- Leroux prétend le contraire.

Toute la question est là.

Pour MF, il faut un moteur (la dépression) pour faire glisser l'air froid vers le sud.

Pour Leroux, l'air froid, du fait de sa densité plus forte, est le moteur cad il provoque par sa descente la naissance de la dépression.

Quel est le problème ?

Nous avons de l'air froid au pôle et de l'air plus doux aux alentours. La nature va donc chercher à rééquilibrer l'ensemble du point de vue thermique comme elle le fait à petite échelle avec la brise de mer par exemple. Or qu'est-ce qui crée une brise de mer ? Une dépression ? Non.

La situation est celle de 2 fluides de densité différente juxtaposés. S'il n'y a pas de dépression, pas de mouvement selon MF. Car il n'y a pas d'énergie initiale pour initier le mouvement. Or, mettez 2 fluides de densité différentes cote-à-cote au repos (par exemple, prenez une cuve faite de 2 compartiments, dans un compartiment versez une hauteur h d'eau, dans l'autre une hauteur h d'huile ; puis soulevez délicatement la cloison séparant les 2 compartiments ; aucune vitesse, aucune force n'est imposée. Et pourtant, l'eau, plus dense que l'huile, va se glisser sous l'huile. Ca veut dire qu'il existe une énergie potentielle due à la différence de densité qui permet le mouvement (bien réel).

Notez qu'on est dans le même schéma qu'à la surface de la Terre : le champ de pesanteur est orthogonal à la surface de la Terre et de la cuve...

Pourquoi alors rejeter le rôle moteur de l'air froid ?

[Naunau]

Hello,

Je ne voudrais pas dire de bêtises, mais pour la brise de mer : Si il y a déplacement de l'air froid de la mer vers la terre (le jour), il me semble que c'est bien parce qu'il y a élévation d'air chaud (moins dense) au-dessus de la terre, et donc formation d'une zone de pression relativement basse, et par conséquent un appel d'air vers la terre (le jour)...

Au final, ce serait une différence de pression qui aurait engendré ce mouvement, donc une dépression.

Je ne dis pas ça pour te contredire anecdote (je n'ai pas le niveau pour ça), mais seulement car j'ai toujours pensé à l'hypothèse que je viens d'exposer était la seule raison de la brise...

[JBR]

Il faut rappeler que les brises de mer et de terre (tout comme les brises de pente en montagne et brises de vallée) sont des phénomènes météorologiques d'échelle locale, contrairement à la dynamique des masses d'air (et AMP notamment) qui relève de l'échelle synoptique.

Les brises sont des vents locaux qui apparaissent lorsque les vents synoptiques sont quasiment inexistants ou faibles. Elles sont dues, pour l’essentiel, aux conditions thermiques de surface et à la nature du substratum, c’est-à-dire au contraste thermique mer/continent, et ne peuvent véritablement s’établir que si les phénomènes de rayonnement peuvent jouer efficacement. Ceci implique dans tous les cas un ciel clair à peu nuageux et une situation météorologique anticyclonique (avec des gradients horizontaux de pression faibles).

C’est bien le contraste thermique mer/continent qui est à l’origine de la formation de la brise de mer : de jour, le substratum continental s’échauffe davantage et plus rapidement en surface que la mer. La convection thermique sur le continent s’organise, créant ainsi une mini-dépression thermique et amorçant un courant d’air chaud ascendant qui attire l’air plus frais de la mer (la nature ayant horreur du vide)… La brise de mer, généralement perpendiculaire à la côte, peut atteindre une intensité de 10 à 15 nœuds, voire plus si elle s’ajoute au vent synoptique de même direction. Comme l’ont révélé de nombreuses études de topoclimatologie, comme celles réalisées par P. Carrega à Nice grâce à des campagnes de mesures intensives menées à l’aide de ballons-sondes captifs, la brise de mer n’a qu’une épaisseur de 500 à 1000 m et ne pénètre dans les terres que de quelques dizaines de km au maximum (il s’agit donc bien d’un phénomène d’échelle locale), la cause étant ici d’origine thermique.

En ce qui concerne la brise de terre, le processus est l’inverse du précédent. En fin d’après-midi, la brise de mer cesse puis s’inverse (parfois brutalement = phénomène de la « renverse » comme en montagne) et laisse place à une brise de terre le soir et dès le début de la nuit. En effet, le continent se refroidit plus vite que l’océan (inertie thermique plus grande) et l’air refroidi du continent s’écoule alors vers la mer : cet écoulement de l’air plus froid (+ dense et + lourd) est d’autant plus rapide que le relief est marqué et la pente est forte (notamment dans les zones de riviera où l’air refroidi des sommets des montagnes s’écoule plus rapidement vers la mer le long des versants). L’épaisseur d’une brise de terre est en moyenne de quelques centaines de mètres (100 à 300 m).

On peut d’ailleurs rappeler que l’écoulement de l’air froid dans les basses couches peut être bien plus violent dans d’autres régions du globe (où la latitude, le bilan radiatif, l’altitude, la nature du substratum et la topographie concourent à accentuer ce type de phénomène) : on pense bien sûr aux régions polaires et aux vents catabatiques dont la violence (plus de 50 nœuds) et la turbulence rendent très dangereux la navigation ou le vol à basse altitude au voisinage des plateaux glaciaires. /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[41350]

Je crois qu'il y a un malentendu. Anecdote parlait de la brise qui engendre les depressions. Celle qui ramene l'air froid continental en hiver sur l'ocean et celle qui ramene l'air froid marin sur le continent en ete. Ce sont des phenomenes de grande echelle.

[JBR]

Dans ce cas là, le terme de brise est inopportun et inexact. Une brise est un phénomène d'échelle locale et en aucun cas un vent synoptique ; elle n'entre pas en jeu dans le mécanisme de formation d'une dépression et n'engendre pas une dépression à grande échelle... désolé, mais il y a confusion des genres !

[lds]

La situation est celle de 2 fluides de densité différente juxtaposés. S'il n'y a pas de dépression, pas de mouvement selon MF. Car il n'y a pas d'énergie initiale pour initier le mouvement. Or, mettez 2 fluides de densité différentes cote-à-cote au repos (par exemple, prenez une cuve faite de 2 compartiments, dans un compartiment versez une hauteur h d'eau, dans l'autre une hauteur h d'huile ; puis soulevez délicatement la cloison séparant les 2 compartiments ; aucune vitesse, aucune force n'est imposée. Et pourtant, l'eau, plus dense que l'huile, va se glisser sous l'huile. Ca veut dire qu'il existe une énergie potentielle due à la différence de densité qui permet le mouvement (bien réel).

Notez qu'on est dans le même schéma qu'à la surface de la Terre : le champ de pesanteur est orthogonal à la surface de la Terre et de la cuve...

Le problème de ton exemple anecdote, celui du mélange eau-huile, est qu'il n'est plus aussi simple à grande echelle. Pourquoi? A cause de la force de Coriolis. C'est à cause d'elle que, dans l'atmosphère, les surfaces iso téta ne sont pas horizontales mais inclinées.

Le ré-équilibrage de la nature dont tu parles existe bel et bien mais il se fait entre l'équateur et les poles, c'est ce différentiel que "la nature" tend à faire disparaitre. Ce qui complique les choses sur notre bonne vieille terre c'est qu'elle tourne

Imaginons un instant que la terre s'arrete de tourner, que se passerait-il? On peut imaginer (même si cela est gros) que le ré-équilibrage se ferait sous forme d'une stratification horizontale avec l'air froid plus dense près du sol et l'air chaud en altitude.

Oui mais pourtant elle tourne ....et voila pourquoi ton exemple ne marche plus à l'echelle planétaire (ni synoptique d'ailleurs).

Concrétement et selon le second principe de la thérmo il faut pour qu'il y ait travail (ou mouvement si tu préfères) 2 "sources", une chaude et une froide par exemple". C'est exactement ce qui se passe dans la pratique ou pole et équateur représentent ces 2 sources. Ignorer l'une ou l'autre rend physiquement impossible le mouvement.....

[anecdote]

"Imaginons un instant que la terre s'arrete de tourner, que se passerait-il? On peut imaginer (même si cela est gros) que le ré-équilibrage se ferait sous forme d'une stratification horizontale avec l'air froid plus dense près du sol et l'air chaud en altitude."

dans le cas où la Terre ne tourne pas, tu parles de rééquilibrage. Pour qu'il ait lieu, il faut un mouvement (glissement de l'air froid des poles sous l'air plus chaud des zones tropicales et équatoriales).

Supposons qu'initialement il n'y ait pas de différence thermique pole-équateur. Puis, du fait de l'inégalité de répartition de l'énergie solaire sur la surface de la Terre, l'air au-dessus du pole se refroidit, celui au-dessus de l'équateur se réchauffe.

Quelle est l'énergie qui permet à l'air de se mettre en mouvement ?

Ainsi ma question n'a rien à voir avec la force de Coriolis.

[lds]

mais si elle a tout à voir au contraire...

Je vais essayer d'être plus clair : Si la terre ne tournerait pas , les choses seraient "beaucoup plus simples" et le différentiel pole équateur initial finirait par disparaitre et on aurait une espèce de "méga cellule convective permanente" avec l'air chaud de l'équateur qui s'élève et va vers les poles et l'air froid des poles qui irait vers l'équateur en basses couches...

Oui mais la terre tourne et alors les choses ne sont plus simples du tout et si le différentiel équateur-pole (et non le pole seul) reste le moteur des mouvements atmo la "redistribution" n'est pas du tout aussi simple que ce que ton expérience peut laisser croire. Typiquement, ton expérience ne marche plus à grande échelle à cause de la force de coriolis (qui bien sur est totalement négligeable à l'echelle d'une petite expérience dans une casserole).

Ce que je veux te dire c'est que tu ne peux pas transposer ce type d'expérience simple "à l'échelle du labo" aux phénomènes atmosphérique de grandes échelles pour lesquelles d'autres forces interviennent.

[anecdote]

je vais tenter de reformuler ma question :

si la Terre ne tourne pas, quelle est l'ENERGIE nécessaire pour initier le mouvement froid --> chaud dans les basses couches ?

ma question est "quelle énergie ?"

pour l'instant on ne s'intéresse pas au cas où la Terre tourne.

NB : j'aime bien ce smiley

[lds]

Que la terre tourne ou pas c'est le différentiel de température pole-équateur (et j'insiste pour dire qu'il il y a bien 2 sources (au sens thermo du terme) une chaude et une froide) qui est à l'origine le "moteur".

Après, la redistribution d'énèrgie, pour tenter de revenir à l'équilibre, qui va avoir lieu se fera très différemment si la terre tourne(plus compliqué) ou pas (plus simple).

[anecdote]

"c'est le différentiel de température"

et dans le cas de l'huile et de l'eau juxtaposées, comment appele-t-on l'énergie qui va initier le mouvement ?

[lds]

dans le cas de ton expérience c'est le différentiel de densité huile-eau...

Alors dans la réalité air chaud et froid ont aussi des densité différente, simplement le "rééquilibrage" ne se fait pas aussi simplement que dans ton expérience parcequ'à grande échelle la force de coriolis intervient.

[lc30]

amusant tout cela ! Il y a le constat physique : les masses d'air froid glissent sous les masses chaudes. Les explications ne sont surtout pas dans un contexte de mécanique terrestre mais de simple effet de densité relative. La force de Coriolis, 2 .(omega).(vectoriel).(Vr) s'applique à toutes les particules, chaudes ou froides.

--

lc30