Tempête et cisaillement.

[Bouteiller]

Bonjour,excusez-moi cette petite parenthèse,mais quel est le rôle et l’effet du cisaillement dans une tempête?

 

 

[_sb]

Pour rester schématique et sous nos latitudes, le gradient thermique est le moteur. Associé à la rotation de la Terre et donc de sa résultante, la force de Coriolis, il affirme les mouvements de l'atmosphère. À partir de là découle les gradients de pression, d'humidité, etc tant horizontaux que verticaux. De l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle sont alors disponibles.
Une dépression est, pour reprendre la terminologie usuelle, une perturbation de l'écoulement naturel du fluide atmosphérique (l'air est un fluide). Elle crée une distorsion qui interagit avec son environnement.
Le cisaillement du vent est une différence de vitesses ou de directions entre deux points situés à la même hauteur (cisaillement horizontal) ou une différence de vitesses ou de directions entre deux hauteurs situées au-dessus du même point (cisaillement vertical). Les points et hauteurs sont supposés être suffisamment proches, suivant l'échelle d’observations (synoptique ou aérologique par exemple).

 

À échelle synoptique, le vent géostrophique (équilibre entre force de Coriolis et forces de pression) connaît un cisaillement horizontal qui dépend directement du gradient thermique horizontal.
Entre le Jet stream et la surface, les variations (verticales cette fois) peuvent devenir importantes. Une partie de l'énergie potentielle alors disponible est extraite et convertie en énergie cinétique lors de la cyclogénèse (effet barocline, intensification du tourbillon). De même, le Jet varie horizontalement, pouvant créer de l'énergie cinétique disponible pour la cyclogénèse (effet barotrope). Les deux effets interagissent positivement ou négativement, suivant les situations.
Le mode barocline explique les grandes lignes du processus de cyclogénèse. Les dépressions naissent généralement au sud du Jet puis se décale vers le nord-est (effet Coriolis) pour passer sur le côté nord : on parle souvent d'entrée droite / sortie gauche (en regardant dans le sens de l'écoulement, donc du Jet). Cependant, si la baroclinie est suffisante pour les cyclogénèses ordinaires, ce mode seul ne permet pas de qualifier et quantifier la potentielle explosivité.

 

L'énergie ne peut être extraite de l'écoulement général que si le cisaillement vertical est contraire à la pente des isolignes : l'anomalie d'altitude est en amont de l'anomalie de surface. Dans le cas contraire, de l'énergie est dissipée par la dépression (~ comblement). On est donc ici dans le mode barocline traditionnel.
Le mode barotrope s'exerce en fonction des lignes de courant de l'écoulement général (cf ref) et des déformations que présente la dépression à l'intérieur de ce flux. Suivant l'état initial et les évolutions de ces déformations, la dépression acquiert ou perd de l'énergie (schématiquement et respectivement si elle suit l'axe de contraction ou l'axe de dilatation des lignes de courant). Ainsi, ce mode peut intensifier (explosivité) ou freiner la cyclogénèse.

 

En résumé, les cisaillements induisent ou marquent l'état et l'évolution à l’instant suivant d'une dépression.

 

Le mode barotrope n'est pas forcément identifiable par les modèles numériques et il n'est pas directement visualisable sur les sorties usuelles. La prévision d'ensemble (les sorties « ENSEMBLE » des modèles) peut pallier ce manque grâce aux perturbations initiales et dans la paramétrisation qu'ils impliquent pour chaque membre.

Le coût en terme de calculs peut s'avérer important pour identifier ce mode dans les sorties déterministes pour une fréquence de survenue faible alors que les PE, sans être conçues pour cela, peuvent alerter. C'est pourquoi, celui-ci s'étudie plutôt à posteriori, par le biais des réanalyses. MF le calcule peut-être ponctuellement lorsqu'un risque s'avère présent, je ne sais pas. Si j'ai le temps, j'essaierais de générer une ou deux cartes relatives à Fabien puisque tu as posé la question lors de son suivi. Je ne promets rien, cela me prend du temps.
Des réanalyses barotropes pour les tempêtes de 1999 existent, j'en ai déjà vu, elles doivent se trouver sur le net.

 

http://tempetes.meteo.fr/spip.php?article232 (fr)

http://tempetes.meteo.fr/spip.php?article233 (fr)
http://www.meteofrance.fr/publications/glossaire/152550-ligne-de-courant (fr)
http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/handle/2042/36231/meteo_2002_38_19.pdf?sequence=1 (fr)
http://www.umr-cnrm.fr/recyf/IMG/pdf/Riviere_et_Joly06a.pdf (en)