zone barocline

[dam159]

J'essaie de me renseigner sur certains termes de base mais je trouve que c'est pas facile de trouver des infos claires sur internet. Je trouve des définitions abstraites mais rien sur l'aspect pratique. Par exemple, zone barocline : j'ai compris que ce sont des zones à fort gradient vertical de température, mais les questions que je me pose sont les suivantes :

- comment on repère une zone barocline sur une carte, et sur quel type de carte?

- si on en repère une, qu'est-ce que ça nous apprend sur le temps qu'il va faire?

 

Je précise que je débute, donc je recherche des informations les plus simples possibles, quitte à ce qu'il y ait des approximations.

 

Merci !

 

 

[Pan]

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Modifié 26 août 2023 par Pansa

[dam159]

Merci pour ta réponse. Mais ça veut donc dire que ma définition n'est pas la bonne? Parce qu'en croisant isothermes et isobares, on peut j'imagine savoir si à pression constante, il y a une variation de température le long de l'isobare par exemple. Mais je pensais qu'on voulait plutôt connaître la variation de température verticale, savoir s'il y avait un fort contraste entre température au sol et en altitude.

[Pan]

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Modifié 26 août 2023 par Pansa

[dam159]

Il y a 1 heure, Smercz a dit :

Comme les contours (isohypses et isothermes) indiquent en fait des surfaces de valeur constante, et que ce sont des surfaces avec une composante principalement horizontale, croisement vertical et horizontal sont équivalents.

Je ne suis pas sûr de comprendre cette partie-là, mais la définition "croisement d'isotherme et d'isobares" me convient bien, c'est facile à repérer. Donc par exemple dans la carte suivante, il y a plein d'endroits ou des isothermes coupent des isobares (en dessous de la pointe du Groenland, l'avancée vert clair au dessus de l'Europe centrale, la zone rouge claire en Méditerranée, etc.). Donc tout ça ce sont des zones baroclines?

 

Si oui, je me demandais ce qu'on peut en déduire sur le temps qu'il fera?

[Cers]

1) Tu repères la zone barocline d'échelle synoptique sur une carte par les fortes variations de température sur une surface isobare ou iso-Z. Par exemple, sur la carte ci-dessous à la surface 850 hPa, une zone barocline se situe au-dessus de l'Atlantique Nord vers + 40-50 ° latitude, là où on a un gradient élevé de température : environ 20 °C sur une distance de ~ 1000 km. Les surfaces isobares sont inclinées : fortes épaisseurs dans l'air chaud, faibles épaisseurs dans l'air froid, ce qu'on met en évidence sur la seconde carte. Vers les Açores en revanche et sur l'Atlantique subtropical, la température est presque homogène à 850 hPa (~ 10 °C) : l'atmosphère y est très peu barocline.

 

 

 

2) Dans la zone barocline, l'inclinaison des surfaces isobares croît avec l'altitude Z, et donc le gradient horizontal de pression augmente avec Z. Par conséquent, le vent augmente aussi avec Z : c'est la relation du vent thermique qui relie le cisaillement vertical de vent au gradient thermique horizontal. Le gradient de pression étant dirigé vers les fortes épaisseurs (en direction de l'équateur), la force de pression a un sens opposé (hautes vers basses pressions) et le vent qui en résulte, de nature géostrophique (équilibre forces de pression +  Coriolis), est alors dirigé vers l'est (vent de secteur ouest). En conclusion, la zone barocline est nécessairement associée à un maximum de vent sous la tropopause, qu'on appelle le courant jet. La zone barocline est plus marquée et se situe à des latitudes plus au sud en hiver qu'en été.

 

 

3) La zone barocline est la carburant des perturbations des moyennes latitudes : c'est dans cette zone que se développent les dépressions d'échelle synoptique qui balaient notre pays d'ouest en est, surtout en hiver. Pour faire simple, l'atmosphère libre à grande échelle (planétaire/synoptique) obéit à des équilibres fondamentaux (hydrostatisme, géostrophisme) et dès que ces équilibres sont menacés, par exemple par une perturbation de température ou de pression, des circulations secondaires (mouvements verticaux et horizontaux a-géostrophiques) se mettent en place pour tenter de rétablir ces équilibres, tout en respectant la conservation de la masse. Quand une anomalie se propage en surface, par exemple, elle peut entrer en interaction avec une anomalie d'altitude, le courant jet jouant un rôle fondamental dans ce processus : c'est ce qu'on nomme l'interaction barocline. Les zones favorables se situent en entrée droite et sortie gauche de jet, là où le champ de vent est fortement divergent en altitude. La perturbation peut être en mesure de s'amplifier et la zone barocline en surface se déforme : les gradients thermiques horizontaux se resserrent à certains endroits et des fronts se forment. Tant que les conditions sont favorables (placement de l'anomalie d'altitude par rapport à l'anomalie de surface notamment), c'est une boucle de rétroaction positive qui s'installe et la perturbation se renforce.

 

La carte ci-dessous fait apparaître la formation et le développement d'une perturbation barocline :

 

 

Dans cet exemple, la dépression s'intensifie (-15 hPa en 12 h, on parle de "bombe météorologique") et se déplace rapidement, elle se situe 12 heures plus tard sur le Proche Atlantique avant de toucher la France (tempête Klaus du 25 janvier 2009). Bien entendu, c'est un cas extrême : toutes les dépressions qui traversent notre pays ne parviennent heureusement pas à un tel développement.  

 

 

 

Modifié 18 juillet 2020 par Cers

[Cers]

Il y a 16 heures, dam159 a dit :

il y a plein d'endroits ou des isothermes coupent des isobares

 

Et pour apporter encore une précision là dessus, L'atmosphère n'est jamais barotrope dans le sens strict. Dans la zone tropicale, on peut faire cette hypothèse car la force de Coriolis est faible et les gradients sont réduits, mais aux moyennes latitudes, l'hypothèse barotrope n'est pas du tout réaliste. Autrement dit, l'atmosphère sera toujours plus ou moins barocline.  Il convient donc, pour identifier la zone barocline, de repérer les zones de forte baroclinicité, là où les gradients sont particulièrement élevés.

Modifié 18 juillet 2020 par Cers

[_sb]

Tout à fait, le facteur barocline est prépondérant aux latitudes tempérées. Toutefois, l'évolution barotrope peut enclencher une réaction explosive et (dé)favoriser grandement le creusement d'une vigoureuse dépression « barocline » en une tempête violente.

Approche vulgarisatrice : http://documents.irevues.inist.fr/handle/2042/34913

[dam159]

@Cers Merci beaucoup, je pense avoir compris l'essentiel. Une question par curiosité : est-ce que la carte ci-dessous seule peut suffire à conclure à l'existence d'une zone barocline dans l'Atlantique? Dans la mesure où on a la pression au niveau de la mer + le géopotentiel à 500 hPa, est-ce qu'on peut considérer le géopotentiel comme donnée de température?

 

@_sb Merci pour le lien, je vais consulter ça

[Pan]

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Modifié 26 août 2023 par Pansa

[Cers]

Il y a 3 heures, dam159 a dit :

Merci beaucoup, je pense avoir compris l'essentiel. Une question par curiosité : est-ce que la carte ci-dessous seule peut suffire à conclure à l'existence d'une zone barocline dans l'Atlantique? Dans la mesure où on a la pression au niveau de la mer + le géopotentiel à 500 hPa, est-ce qu'on peut considérer le géopotentiel comme donnée de température?

 

La réponse est oui.

 

Sur la carte, tu as :

 

- le géopotentiel à 500 hPa

- le champ de pression réduite au niveau de la mer

- le champ d'épaisseurs de la couche [500, 1000 hPa]

 

La zone barocline se caractérise par un fort gradient de T sur une surface isobare. Tu as raison de remarquer que la donnée de température n'est pas directement présente sur la carte, mais c'est en fait le champ d'épaisseur qui contient cette information.  En effet, d'après la relation hydrostatique, plus une couche d'atmosphère est froide, et plus l'épaisseur de cette même couche est faible.

 

C'est la formule de Laplace. En intégrant la relation dP/dz = - Pg/RT entre les niveaux de pression 1000 hPa et 500 hPa, on trouve que :

 

Z500 - Z1000 = R<T>/G . ln (500/1000)

 

avec P la pression, T la température, R = R*/M = 287 J/kg/K la constante des gaz parfaits pour l'air sec et Z l'altitude géopotentielle. Le géopotentiel est défini tel que gz = GZ. En effet, la gravité g ~ 9.8 m/s² mais varie rigoureusement en fonction de la position sur le globe et l'altitude z. En météorologie, on travaille à G constant et donc Z diffère (très peu) de l'altitude z par rapport au niveau de la mer, et s'exprime en mètre géopotentiel, plus souvent en décamètre géopotentiel (d'où l'unité gpdm sur la carte).

 

D'après cette relation, l'épaisseur d'une couche est proportionnelle à la température moyenne <T> de la couche. Si on reprend notre exemple, le bleu sur la carte correspond aux faibles épaisseurs (air froid) tandis que le jaune/orange correspond aux fortes épaisseurs (air plus chaud). Sur l'Atlantique Nord, on observe une forte variation de ~ 520 à 560 gpdm sur environ 1000 km, soit 400 gpm sur 1000 km, et donc une variation de T correspondante :

 

Delta T ~ 400 x 9,8 x ln (500/1000) / 287 ~ 20 °C

 

On peut donc bien mettre en évidence une zone barocline sur une carte où sont représentés les champs d'épaisseur.  

 

En résumé, on peut repérer la zone barocline via :

 

- un fort gradient horizontal du champ d'épaisseur,

- un fort gradient de température sur une surface isobare,

- un fort cisaillement vertical de vent (courant jet en altitude).

 

 

 

 

 

 

Modifié 19 juillet 2020 par Cers

[Cotissois 31]

Le 16/07/2020 à 19:10, dam159 a dit :

j'ai compris que ce sont des zones à fort gradient vertical de température

 

Je pense que tu as une vision en température potentielle ici.

Dans l'océan, on parle souvent de température (potentielle ou non, ça ne change quasiment rien) mais dans l'atmosphère il faut absolument s'intéresser à la température potentielle pour aborder la verticalité.

 

Si les explications plus haut sont en température (simple) et en carte horizontale, oublie net les idées de gradient vertical.

 

Tout est lié donc le gradient vertical existe, mais c'est beaucoup plus opérationnel de tout étudier en carte horizontale.

 

La meilleure vision du gradient d'une zone barocline, c'est une vision 3D, donc c'est la combinaison du gradient vertical et horizontal.  Mais c'est pas très opérationnel d'étudier un gradient 3D.  Les règles se focalisent sur les cartes horizontales.

Modifié 19 juillet 2020 par Cotissois 31

[Cotissois 31]

Le 17/07/2020 à 21:15, dam159 a dit :

Je ne suis pas sûr de comprendre cette partie-là, mais la définition "croisement d'isotherme et d'isobares" me convient bien, c'est facile à repérer. Donc par exemple dans la carte suivante, il y a plein d'endroits ou des isothermes coupent des isobares

 

Je ne suis pas sûr que Smercz parlait d'une telle intersection.

 

Tout gradient de température sur une carte isobare est la preuve que les surfaces isentropes croisent les surfaces isobares => barocline.  La pression au sol et ses isobares, ça n'a rien à voir.   La notion isobare à considérer est que ce sont des cartes 850 hPa, 500 hPa, etc. , c'est çà qui est isobare.

Modifié 19 juillet 2020 par Cotissois 31

[Cers]

Température vraie ou température potentielle, pour repérer la zone barocline de grande échelle, les deux sont valables à mon sens. Sur une coupe verticale ou dans un espace à trois dimensions, la baroclinicité est en effet bien mise en évidence par le fait que les isothermes (ou les isentropes) sont davantage inclinées que les isobares donc elles se coupent : le vecteur grad P x grad T est différent du vecteur nul. Il convient bien sûr de garder à l'esprit l'ordre de grandeur nettement inférieur des gradients horizontaux devant les gradients verticaux (rapport > 10²) : l'angle formé est relativement petit, et sur une coupe verticale où les axes seraient à la même échelle, les vecteurs apparaîtraient quasi-verticaux.

[Cotissois 31]

Citation

Température vraie ou température potentielle, pour repérer la zone barocline de grande échelle, les deux sont valables à mon sens.

 

Tout le cours de météo dynamique est en température potentielle avec tracé des isentropes.

Modifié 20 juillet 2020 par Cotissois 31

[dam159]

Merci à tous, c'est très clair concernant la baroclinicité. La seule chose que j'ai toujours du mal à comprendre, c'est de manière plus générale le type d'information donnée par le géopotentiel à 500hPa (pression? température? les deux? aucun des deux😀...)

 

1) Par exemple, dans le cas précédent, j'ai l'impression que le champ d'épaisseur Z500-Z1000 et le géopotentiel à 500 hPa, c'est à peu près la même chose et que les deux peuvent être interprétés comme donnée de température (vu que le géopotentiel nous renseigne aussi sur l'épaisseur de l'atmosphère jusqu'à 500hPa). Si vous aviez un exemple de situation où les deux diffèrent, ça m'aiderait.

 

2) Je comprends que le champ d'épaisseur ne donne aucune information de pression, mais que que le géopotentiel si, et que bas géopotentiel correspond généralement (mais pas toujours) à basse pression, et inversement. Par contre, j'ai du mal à me représenter la chose. Si on atteint 500hPa plus ou moins haut, ça nous renseigne sur la pression de quoi exactement?

Modifié 20 juillet 2020 par dam159

[Cers]

Il y a 4 heures, Cotissois 31 a dit :

Tout le cours de météo dynamique est en température potentielle avec tracé des isentropes.

 

Je ne suis plus étudiant depuis bientôt dix ans !  

 

Bien sûr que la température est un mauvais traceur, donc on utilise la température potentielle, comme sur la coupe ci-dessous. Néanmoins, je ne vois pas d'inconvénient à identifier une zone barocline de grande échelle avec le champ de température vraie.

 

Si on a un gradient de theta sur une isobare, on a aussi un gradient de T.

 

Le vecteur baroclinie, presque horizontal à l'échelle synoptique et orienté vers l'ouest compte tenu du gradient méridien moyen de température entre zones tropicale et polaire, en coordonnée pression, c'est :

 

B = (G/T) . grad (Z) x grad (T) = (G/theta) . grad (Z) x grad (theta)

 

Typiquement, sur un profil vertical dans le plan (Oyz), quand les isentropes dans la troposphère sont inclinées vers le haut en direction des hautes latitudes, les isothermes sont juste inclinées vers le bas, mais le signe de la composante méridienne du gradient de température et le vecteur baroclinie ne changent pas (heureusement).

 

 

[Cers]

Il y a 3 heures, dam159 a dit :

Merci à tous, c'est très clair concernant la baroclinicité. La seule chose que j'ai toujours du mal à comprendre, c'est de manière plus générale le type d'information donnée par le géopotentiel à 500hPa (pression? température? les deux? aucun des deux😀...)

 

1) Par exemple, dans le cas précédent, j'ai l'impression que le champ d'épaisseur Z500-Z1000 et le géopotentiel à 500 hPa, c'est à peu près la même chose et que les deux peuvent être interprétés comme donnée de température (vu que le géopotentiel nous renseigne aussi sur l'épaisseur de l'atmosphère jusqu'à 500hPa). Si vous aviez un exemple de situation où les deux diffèrent, ça m'aiderait.

 

Je ne suis pas sûr que ce soit si clair pour toi, çà me semble bien confus. 

 

La carte du géopotentiel à 500 hPa t'informe du géopotentiel à 500 hPa, rien d'autre : c'est grosso modo l'altitude de la surface isobare 500 hPa. Pour avoir une information sur la température, il faut soit superposer le champ de T, soit visualiser en complément le champ d'épaisseur qui via la relation hydrostatique intègre la donnée de température moyenne de la couche. Le champ d'épaisseur caractérise la masse d'air dans les niveaux inférieurs de la troposphère, ce n'est pas la même chose que le champ de Z500. L'impression que tu as vient probablement du fait que la surface 1000 hPa est voisine du sol, donc la différence de géopotentiel entre les niveaux 500 hPa et 1000 hPa ne s'éloigne pas énormément de la Z500.

 

La carte ci-dessous fait apparaître des différences notables entre les deux :

 

 

 

Il y a 3 heures, dam159 a dit :

2) Je comprends que le champ d'épaisseur ne donne aucune information de pression, mais que que le géopotentiel si, et que bas géopotentiel correspond généralement (mais pas toujours) à basse pression, et inversement. Par contre, j'ai du mal à me représenter la chose. Si on atteint 500hPa plus ou moins haut, ça nous renseigne sur la pression de quoi exactement?

 

Là c'est pas clair du tout. Dans l'atmosphère, la pression est une fonction de l'altitude, et inversement on peut dire que l'altitude est une fonction de la pression. En météorologie, on aime travailler en coordonnée pression donc on représente des iso-Z sur une surface isobare (par exemple 500 hPa). En surface, on représente la pression qui est réduite au niveau de la mer. Quand sur une carte isobare les iso-Z sont plus basses qu'autour, c'est une zone de bas géopotentiel, de la même façon qu'en surface une anomalie de pression négative est une dépression. Bas géopotentiel = dépression, haut géopotentiel = anticyclone. Par contre, une dépression en surface peut être légèrement décalée en altitude : les systèmes en surface ne coïncident pas forcément avec ceux en altitude, et vice-versa (on peut avoir un haut géopotentiel à 500 hPa et une dépression thermique en surface par exemple).

Modifié 20 juillet 2020 par Cers

[Cotissois 31]

Il y a 1 heure, Cers a dit :

 

Je ne suis plus étudiant depuis bientôt dix ans !  

 

Bien sûr que la température est un mauvais traceur, donc on utilise la température potentielle, comme sur la coupe ci-dessous. Néanmoins, je ne vois pas d'inconvénient à identifier une zone barocline de grande échelle avec le champ de température vraie.

 

 

Je ne comprends pas ton idée de dire que ce n'est pas un problème.  Sur les gradients verticaux, c'est un problème or ton message d'avant évoquait à répétition les gradients verticaux, tu as même parlé d'un rapport entre gradients horizontaux et verticaux, rapport que je n'ai pas bien compris d'ailleurs.

[_sb]

Il y a 6 heures, dam159 a dit :

Si on atteint 500hPa plus ou moins haut, ça nous renseigne sur la pression de quoi exactement?

 

La pression est à 500 hPa sur toute la surface concernée, par définition ... Ça te renseigne sur la hauteur du géopotentiel, pas sur la pression qui est strictement constante.

Basiquement, une zone de hauts géopotentiels peut être représentée par une montagne, une zone de bas géopotentiels par une vallée, etc ... L'ensemble forme une sorte de relief, avec crêtes, creux et cols. Tout aussi basiquement, on en déduit plusieurs choses dont les flux au niveau considéré.

 

Il y a 6 heures, dam159 a dit :

j'ai l'impression que le champ d'épaisseur Z500-Z1000 et le géopotentiel à 500 hPa, c'est à peu près la même chose

 

Les éléments sont liés mais ce n'est pas pour autant la même chose.

Comme Cers l'a indiqué, Z500-Z1000 n'est pas la simple soustraction de l’attitude du Z500 par celle du Z1000. Je te laisse relire la partie de son message (et toutes les autres interventions par la même occasion).

Le plus simple serait peut-être de prendre les étapes les unes après les autres et tenter de repérer les zones baroclines principales via un seul paramètre pour commencer (la T850 ou l'épaisseur 500-1000 par exemple). L'expérience viendra progressivement.

Modifié 20 juillet 2020 par _sb
ortho

[Damien49]

Plutôt que de répéter les mêmes choses, quelques éléments de réponses déjà abordés (bon ça date un peu certes ^^) :

 

 

 

[_sb]

Merci, la flemme de chercher alors que ça prendrait moins de temps que de rédiger un énième post

Modifié 21 juillet 2020 par _sb
je parle pour moi ...

[dam159]

Merci pour vos explications, j'ai compris pour l'aspect pression.

 

Pour l'aspect température, j'avais pourtant lu à plusieurs reprises, y compris sur ce forum, que le Z500 pouvait donner indirectement une information de température. Mais en y réfléchissant ça ne marche que si on connait la pression au sol, ce qui revient à faire le Z500-Z1000.

 

Modifié 21 juillet 2020 par dam159

[Cers]

Il y a 9 heures, dam159 a dit :

le Z500 pouvait donner indirectement une information de température

 

Approximativement, oui : les bas géopotentiels sont associés à l'air "froid", les hauts géopotentiels sont associés à l'air "chaud". Mais rigoureusement, non. La Z500 ne donne pas d'information sur la température, puisque la température peut varier sur une isobare ou une isohypse.  

 

Comme j'ai un peu le temps, je vais expliquer un peu.

 

D'abord, il faut bien comprendre que lorsqu'on parle de surface isobare, sauf dans un cas idéalisé mais irréaliste, on ne parle pas de surface plane mais déformée ; comme l'a souligné @_sb on peut comparer pour mieux comprendre les choses une surface isobare à la surface terrestre, dont la forme varie en fonction du relief (vallées, montagnes, cols ...).

 

Ci-dessous, un exemple bien choisi. On a un puissant anticyclone au sol positionné sur la Russie (1045 hPa), surmonté par 5520 mgp à 500 hPa. Sur l'Atlantique-Nord en revanche, une dépression s'est creusée, on a des bas géopotentiels en altitude : la surface 500 hPa se situe à 5040 mgp au niveau du minimum dépressionnaire. En te basant uniquement sur le champ Z500, tu serais tenté de dire que la masse d'air est plus froide sur l'Atlantique qu'en Russie, et pourtant non : c'est exactement le contraire ! De fait, les épaisseurs sont plus faibles en Russie et en Scandinavie que sur l'Atlantique, malgré une Z500 plus haute.

 

Maintenant, suivons une isohypse, par exemple la 552 gpdm bien visible sur la carte :  elle ondule aux moyennes latitudes. On peux remarquer que la Z500 est associée à des épaisseurs relativement plus élevées sur l'Atlantique (vert clair, jaune et orange) que sur le continent (bleu).

 

 

Ci-dessous une carte à 700 hPa, niveau intermédiaire vers ~ 3000 m entre le sol et 500 hPa : observer les variations importantes de température le long d'une isohypse (par exemple 300 gpdm), > 0 °C en zone subtropicale et ~ -15 °C en allant vers les régions polaires.

 

 

 

L'association géopotentiel + température est primordiale pour repérer les zones actives de l'atmosphère. Sur une carte isobare, les courbes isothermes ou les isentropes (iso-theta) peuvent par endroit être assez parallèles aux isohypses bien que l'atmosphère soit fortement barocline : les isothermes et les isobares se coupent dans un plan vertical (d'où la baroclinicité), on note donc un fort gradient isobare de température et un cisaillement vertical de vent (vent géostrophique augmentant avec l'altitude, courant jet sous la tropopause). La zone barocline constitue un réservoir d'énergie potentielle, susceptible d'être convertie en énergie cinétique : les dépressions sont une façon de redistribuer la chaleur.

 

Un exemple concret tout simple pour comprendre où je veux en venir et mieux cerner l'intérêt de la zone barocline de grand échelle. Sur la première carte à 850 hPa ci-dessous, le 21/12/16 à 00 UTC, on repère une zone barocline au-dessus de l'Atlantique-Nord entre le 45° et 55° parallèle, alors caractérisée par un assez fort gradient méridien de température. Le vent d'ouest à ce niveau souffle parallèlement aux isohypses, il augmente avec l'altitude (non montré). L'angle que font les isohypses avec les isothermes nous renseigne sur l'intensité des advections thermiques horizontales : lorsque l'angle est nul, l'advection est nulle car le vent amène des particules d'air qui ont la même température. En revanche, lorsque les isohypses et les isothermes se coupent perpendiculairement, l'advection est maximale, le vent transportant des particules plus froides ou plus chaudes. En gros, l'advection est d'autant plus forte que les isothermes et les isohypses se coupent avec un angle important, et que le vent est fort bien entendu. Dans notre exemple, le 21 décembre, l'advection de température reste relativement faible dans la région qui nous intéresse. L'atmosphère est en quasi-équilibre hydrostatique et en quasi-équilibre géostrophique. Tout va bien.  

 

 

 

Voyons maintenant l'évolution de la situation. Le lendemain, que se passe t-il au large de Terre-Neuve ? Une onde transitoire vient perturber l'atmosphère (anomalie cyclonique) ! Par conséquent, l'angle que font les isothermes avec les isohypses augmente et le vent commence à transporter de l'air chaud à l'est de l'anomalie (vent de SO) et de l'air froid à l'ouest du talweg naissant (vent de NO). Les advections thermiques (froide à l'ouest de l'anomalie, chaude à l'est) sont parfaitement mises en évidence sur la seconde carte à 12 UTC. Parallèlement, on note que la dépression se renforce.

 

 

 

 

Un autre phénomène se produit en parallèle, et est peut-être moins aisé à visualiser. Au niveau du minimum dépressionnaire en basses couches, le vent méridien est quasi-nul mais comme la zone barocline est caractérisée par de forts courants d'ouest en altitude, ceux-ci amènent des particules d'air au vent de nord, modifiant ainsi le cisaillement vertical de vent.

 

Bref, tout çà pour dire que les advections par le vent géostrophique lui même, tendent à détruire les équilibres fondamentaux de l'atmosphère libre à l'échelle synoptique (équilibres hydrostatique et géostrophique). En réponse, l'atmosphère crée une circulation secondaire (mouvements verticaux et horizontaux de nature agéostrophique) pour contrer ces changements et retrouver une atmosphère en équilibre. Par exemple, des mouvements ascendants en aval de l'anomalie permettent d'atténuer le réchauffement dû à l'advection chaude, puisqu'un mouvement ascendant correspond à une détente et donc un refroidissement (il y a en réalité formation de nuages et libération de chaleur latente qui tend à contrer cet effet, et donc contribue à renforcer davantage les ascendances). C'est l'inverse en amont : subsidence pour limiter le refroidissement. Si on raisonne en température potentielle, laquelle augmente avec l'altitude, on peut dire qu'en aval (respectivement en amont) des mouvements ascendants (descendants) transportent des particules d'air plus froides (plus chaudes) pour atténuer le réchauffement (refroidissement) dû aux advections par le vent géostrophique.

 

Pour illustrer simplement ceci avec le champ de vitesse verticale en moyenne troposphère : subsidence en amont (bleu, valeurs positives car la pression diminue avec l'altitude et la vitesse verticale est mesurée en hPa/h),  ascendance en aval (rose).

 

 

 

L'interaction de l'anomalie de surface avec une anomalie de tropopause permet l'intensification du système (la dépression se creuse), et la déformation du champ de température conduit au développement d'un système frontal (front chaud à l'est, front froid à l'ouest = zones de fort gradient de température et cisaillement de vent) associé à de la vitesse verticale et donc des nuages et précipitations. Sans rentrer dans les détails, c'est un schéma de rétroaction positive qui se met en place, la circulation secondaire créée initialement pour restaurer les grands équilibres amplifie la perturbation !  

 

La formation des fronts s'appelle la frontogenèse, leur atténuation se nomme la frontolyse. Comme on peut le voir sur la carte ci-dessous, le 23 décembre notre système dépressionnaire arrive à maturité et la frontogenèse est intense :

 

 

 

 

Voilà, c'était juste pour illustrer sur un cas réel le développement d'une perturbation dans la zone barocline. J'espère que c'était assez clair, je ne vais pas plus loin car ce serait trop long et pointu. Si tu veux en apprendre davantage, je ne peux que te conseiller de lire encore et encore, en diversifiant les sources.  

 

Modifié 21 juillet 2020 par Cers

[Pan]

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Modifié 26 août 2023 par Pansa