Approximation QG et onde de Rossby

[Mistral Gagnant]

Bonjour

J'aurai aimé,si vous le permettez, votre éclairage.

Faute d'un niveau mathématique suffisant, je suis condamné comme une âme damnée a errer sans fin sur le Net 😒: souvent je fais demi tour devant de brillantes démonstrations et hésite a investir dans des ouvrages qui ne me servirons pas.

Alors voila: je "retrouve" avec deux explications motrices pour faire osciller le Jet.

 

La première: l'approximation quasi géostrophique: avec des vecteurs je m'en sors!

Grace a vos interventions sur un autre post, j'ai cerné cette mystérieuse force centripète.

Avec en appuie la relation du vent thermique: je vois bien la position du jet et les forces de rappel qui jouent dessus: on peut ainsi expliquer pas mal de choses: les variations de vitesse, les ascendances et subsidences...

On a un déplacement de matière et d'énergie en équilibre autour d'une parallèle et on voit bien d’où vient l'énergie nécessaire (réchauffement différentiel pole équateur/gradian de pression).

 

La seconde: les ondes de Rossby: il faut manier la notion de tourbillon.

Mon niveau théorique me fait me limiter à l’explication imagée que l'on retrouve sur le site de ENM: on fait varier le facteur de Coriolis et les particules oscillent sur leur méridien et s'influencent par proximité pour propager d'Est en Ouest (ondes longues) de l'énergie mais pas de matière.

Mais d’où vient l'énergie: toujours su soleil?

 

Ces deux approches se complètent elles?

Après tout, dès que l'on a un déplacement (Jet) d'air, on a du tourbillon cyclonique sur le flanc (flanc froid) et anticyclonique (flanc chaud).

 

Merci pour vos éventuels commentaires et rectificatifs;

 

Cordialement

 

 

 

[Higurashi]

Bonjour, 

 

Il y a 3 heures, Mistral Gagnant a dit :

Mon niveau théorique me fait me limiter à l’explication imagée que l'on retrouve sur le site de ENM: on fait varier le facteur de Coriolis et les particules oscillent sur leur méridien et s'influencent par proximité pour propager d'Est en Ouest (ondes longues) de l'énergie mais pas de matière.

 

Oui, c'est l'explication cinématique que l'on retrouve souvent. Les mouvements sont décrits sans faire référence aux forces qui les causent. 

 

La variation du paramètre de Coriolis (f) avec la latitude amène en fait un déséquilibre dans le transport de masse, d'où la propagation vers l'ouest des maximas et des minimas de pression (à vent zonal nul).

Avec ce raisonnement, on voit aussi que le rappel qui fait osciller l'ensemble est fourni par la force du gradient de pression dans la direction nord-sud.

 

Citation

 Mais d’où vient l'énergie: toujours su soleil?

 

Oui, ou plus exactement, de son inégale répartition sur le globe !

C'est bien cela qui initie les transports de masse.

Modifié 11 décembre 2021 par Higurashi

[Mistral Gagnant]

Bonjour

Merci pour ta réponse.

Si je comprends bien en cherchant l'origine de l'énergie, dans une approche ultra simplifiée, une seule force: le gradient de pression vu que la force de Coriolis perpendiculaire au mouvement par définition ne travaille pas.

Les deux approches (vectorielle ou tourbillon) ne seraient que deux facettes d'un même processus.

 

L'approche de Rossby permettant d'expliquer plus aisement les ondes planétaires stationnaires.

 

A+

[Higurashi]

il y a une heure, Mistral Gagnant a dit :

Si je comprends bien en cherchant l'origine de l'énergie, dans une approche ultra simplifiée, une seule force: le gradient de pression 

 

L'énergie du mouvement provient en effet de la force du gradient de pression liée au chauffage différentiel.

Le bilan simplifié est : énergie potentielle utilisable → énergie cinétique → friction.

 

Sinon oui, il existe différents cadres pour décrire les ondes de Rossby, correspondant à différentes approches du même phénomène.

[Mistral Gagnant]

Merci Higurashi

 

l'enchainement "énergie potentielle utilisable → énergie cinétique → friction" me va bien.

Aller "chercher de l’énergie" du système d'une simple variation de la force de Coriolis m’était assez incompréhensible pour mettre en mouvement de telles masses d'air.

Une analogie peut être (?): la formation d'un méandre ou on retrouve tourbillon et rugosité générés par le courant du fleuve pour déplacer très très lentement les ondulations.

Bon, toute analogie a ses limites; il n'y a pas de mouvement de rappel ici, simplement un tout droit lorsque à la base de la boucle se resserre.

 

J'aurai sans doute des question, si je ne crains pas d'abuser, sur la formation des ondes stationnaires planetaires: j'en suis à regarder les vibrations de l'air d'une corde de guitare et d'un pipeau: analogie...analogie...

 

Très cordialement

[Higurashi]

 Aller "chercher de l’énergie" du système d'une simple variation de la force de Coriolis m’était assez incompréhensible pour mettre en mouvement de telles masses d'air.

 

Tout à fait, la variation de f avec la latitude ne met pas l'air en mouvement. Elle réoriente le mouvement existant, ce qui est bien différent !

[Mistral Gagnant]

Bonjour

 

Finalement cette recherche d'équilibre entre la force de gradient de pression et la force de Coriolis ne crée que des déplacements Nord/Sud et non pas directement des déplacements Est/Ouest.

Pour les Ondes de Rossby il faut évoquer présence d’un gradient de vorticité potentielle dans l’écoulement.

 

Cordialement.

 

 

 

[Higurashi]

Si vous raisonnez en termes de vorticité potentielle (cadre barocline) ou absolue (cadre barotrope), vous faites jouer un invariant. Alors, il n'y a plus besoin de s'occuper des forces et des composantes agéostrophiques.

Ce sont deux approches différentes.