Vitesse du vent en fonction des isobares

[Matpo]

Hello !

Question tout simple (d apparence en tout cas )

Y a il un moyen simple d estimer une vitesse potentielle de vent en fonction du reserrement isobarique de pression ?

Estimer une vitesse a partir du gradient horizontal en hPa/km ?

 

Petit élément à combiner j imagine, la vitesse de déplacement d une dépression qui se combine a la vitesse de vent qui lui est propre, plus forte au sud dans l hémisphère nord donc et l inverse dans le sud

Mais pour avoir un ordre de grandeur

 

Ceci bien sûr en lien avec les projections pour la semaine a venir

 

Merci !

 

Modifié 19 février par Matpo

[Idéfix37]

Il y a cet abaque sur les cartes synoptiques en noir et blanc du MetOffice. Mais il donne la vitesse du vent moyen géostrophique, donc en altitude et ne tenant pas compte du frottement qui ralentit le vent en surface. 
Exprimé en noeuds, en fonction de la latitude et pour des écartements de 4hPa entre isobares. 
C`était utile en mer quand ce genre de carte était fourni par radio-fax, maintenant il suffit je jeter un œil sur les sorties vent moyen par ton modèle préféré. 
 

 

[Matpo]

il y a 13 minutes, Idéfix37 a dit :

C`était utile en mer quand ce genre de carte était fourni par radio-fax, maintenant il suffit je jeter un œil sur les sorties vent moyen par ton modèle préféré.

Oui c était pour mieux comprendre le potentiel et la modélisation elle même, de même que pour les T2m quand pour avoir une idée des Tn a venir on peut en plus de regarder la sortie brute de valeur voir le vent, la t850 et l ennuagement pour cerner le potentiel

 

sur l abaque la distance horizontale (ou gradient horizontal) est elle représentée également ? En abscisse ? 

Merci pour ce doc et pour ta recherche

 

Édit : je crois comprendre

Sur la map derrière, on voit deux ligne sur le 70N espacées de l écart correspondant à 15 kt environs

Dacodac en fait la courbure des lignes dans l abaque vise a compenser la déformation de la projection 

 

Je me demandais si une formule par exemple existe liant le gradient de pression a la vitesse de vent ?

Mais en abaque c est hyper intéressant

La formule permettrait de l utiliser avec n importe quel fond de carte 

Modifié 19 février par Matpo

[Idéfix37]

Oui en abscisse on a les latitudes nord, 40N, 50N, 60N, 70N, et en ordonnée les vitesses de vent en noeuds, qui ont été réparties sur 2 lignes pour faciliter la lecture. 
Pour formules, les spécialistes pourront ici t’éclairer, mais j’ai préféré ne pas aller au delà de cet abaque pour ne pas dire de bêtise. 
 

[Matpo]

il y a 16 minutes, Idéfix37 a dit :

Oui en abscisse on a les latitudes nord, 40N, 50N, 60N, 70N, et en ordonnée les vitesses de vent en noeuds, qui ont été réparties sur 2 lignes pour faciliter la lecture. 
Pour formules, les spécialistes pourront ici t’éclairer, mais j’ai préféré ne pas aller au delà de cet abaque pour ne pas dire de bêtise. 
 

Merci

Donc sur 70N dans l exemple entre 1004 et 1008 hPa, l abaque dit que ça correspond a peu près a 15 noeuds

Sympa comme façon de visualiser le vent avec les pressions !

Une formule d approximation doit exister oui effectivement 

Je dis d approximations car le resserrement isobarique n'est évidemment pas le seul facteur mais pour avoir une idée ça semble bien et l existence de cette abaque le confirme 

Modifié 19 février par Matpo

[Higurashi]

Pour une approche simple, tu peux reprendre la formule du vent géostrophique.

 

Composante zonale : Ug = -(1/fρ)*(dP/dy)

Composante méridienne : Vg = (1/fρ)*(dP/dx)

 

Avec le paramètre de Coriolis (f) donné à 1*10^-4 s-1 aux moyennes latitudes et la densité de l'air ρ = 1,2 kg/m3.

 

Par exemple, si l'on perd 20 hPa en se déplaçant de 500 km vers le nord, on obtient : Ug = -(1/1*10^-4*1,2)*(-2000/500000) = 33 m/s (vent d'ouest).

Si l'on perd dans le même temps 5 hPa en se déplaçant de 500 km vers l'est, on obtient : Vg = (1/1*10^-4*1,2)*(-500/500000) = -8,3 m/s (vent de nord).

 

On peut associer les deux pour avoir la magnitude totale donnée par √(33²+8,3²) = 34 m/s en vent à composante nord-ouest.

Modifié 19 février par Higurashi

[Matpo]

Il y a 1 heure, Higurashi a dit :

Pour une approche simple, tu peux reprendre la formule du vent géostrophique.

 

Composante zonale : Ug = -(1/fρ)*(dP/dy)

Composante méridienne : Vg = (1/fρ)*(dP/dx)

 

Avec le paramètre de Coriolis (f) donné à 1*10^-4 s-1 aux moyennes latitudes et la densité de l'air ρ = 1,2 kg/m3.

 

Par exemple, si l'on perd 20 hPa en se déplaçant de 500 km vers le nord, on obtient : Ug = -(1/1*10^-4*1,2)*(-2000/500000) = 33 m/s (vent d'ouest).

Si l'on perd dans le même temps 5 hPa en se déplaçant de 500 km vers l'est, on obtient : Vg = (1/1*10^-4*1,2)*(-500/500000) = -8,3 m/s (vent de nord).

 

On peut associer les deux pour avoir la magnitude totale donnée par √(33²+8,3²) = 34 m/s en vent à composante nord-ouest.

Merci ! Pile ce que je voulais ! 

 

Avec ça on retombe certainement proche de l abaque de Rider

 

C est excellent! Je vais essayer de la retenir cette formule 

Modifié 19 février par Matpo

[Higurashi]

Il y a 5 heures, Matpo a dit :

C est excellent! Je vais essayer de la retenir cette formule 

 

Sinon, tu peux aussi directement appliquer : (1/fρ)*(dP/dL), avec dL la distance entre deux points.

Dans ce cas il n'y a plus de composantes, mais la droite sur laquelle est pris l'écart de pression doit nécessairement être perpendiculaire aux isobares.

 

Un exemple ci-dessous. En se basant sur la grille latitude-longitude, on peut estimer la distance en bleu à 650 km et l'écart de pression à 25 hPa.

En appliquant la formule, on obtient un vent géostrophique de magnitude (1/1*10^-4*1,2)*(2500/650000) = 32 m/s, soit 115 km/h.

Avec une orientation telle que les basses pressions se situent à gauche dans le sens de l'écoulement.

 

 

Modifié 20 février par Higurashi

[Matpo]

Il y a 7 heures, Higurashi a dit :

 

Sinon, tu peux aussi directement appliquer : (1/fρ)*(dP/dL), avec dL la distance entre deux points.

Dans ce cas il n'y a plus de composantes, mais la droite sur laquelle est pris l'écart de pression doit nécessairement être perpendiculaire aux isobares.

 

Un exemple ci-dessous. En se basant sur la grille latitude-longitude, on peut estimer la distance en bleu à 650 km et l'écart de pression à 25 hPa.

En appliquant la formule, on obtient un vent géostrophique de magnitude (1/1*10^-4*1,2)*(2500/650000) = 32 m/s, soit 115 km/h.

Avec une orientation telle que les basses pressions se situent à gauche dans le sens de l'écoulement.

 

 

Bon bah je crois que j ai mes réponses, .. Merci beaucoup a Rider et toi !

 

Modifié 20 février par Matpo

[Victor hurricane tempête]

Le 19/02/2024 à 20:23, Higurashi a dit :

Composante zonale : Ug = -(1/fρ)*(dP/dy)

Composante méridienne : Vg = (1/fρ)*(dP/dx)

tu m'as perdu 😆

 

ce petit monstre doit être à combien ?

 

car les isobares, sont "légèrement" resserré 👀👌

 

 

 

[Higurashi]

C'est une formule qui fonctionne bien à grande échelle, en régime quasi-géostrophique, donc pas en présence d'un creusement explosif.

[Victor hurricane tempête]

C'est à dire quand le resserrement isobarique est régulier et distancé ?

[Pan]

On 6/6/2024 at 11:30 PM, Higurashi said:

donc pas en présence d'un creusement explosif

 

Salut Higurashi. Pourquoi cela?

[Higurashi]

il y a une heure, Pan a dit :

Salut Higurashi. Pourquoi cela?

 

Salut, 

 

Le calcul permet de trouver la valeur de vent qui génère une déviation de Coriolis suffisante pour équilibrer le gradient de pression, c'est donc un calcul à l'équilibre (zéro accélération).

Or, dans un creusement explosif, l'équilibre est franchement perturbé et les accélérations non négligeables. 

[Pan]

C'est vrai, mais il y a tout de même une question d'échelle. Même si ici, on s'écarte de cet équilibre, on est quand même à Rossby de l'ordre de 0.2-0.3. Donc lors du scaling, le géostrophisme domine. C'est sûr que si le but de calculer précisémment la vitesse au km/h près, ça marche pas. Il faudra inclure la friction, et d'autres effets mais la relation donne le bon ordre de grandeur. lllustration ci-dessous.

 

Le low a pour dimension typique 1000 km.

 

 

 

Je calcule la variation de pression pour 1000 km ci-dessous. Elle est de environ 65-70 hPa.

 

 

 

Ce qui donne une vitesse de l'ordre de 50-55 m/s. A comparer au 30 m/s qu'on voit sur cette figure, c'est pas délirant.

 

Ou les près de 200 km/h (donc 55 m/s) mesurés à San Sebastian et reportés ici :

 

Le vent géostrophique donne donc le bon ordre de grandeur et peut être utilisé pour estimer les vents, même pour une telle tempête.

[Victor hurricane tempête]

La pression minimale sur les archives de cep est surestimé car elle a été jusqu'à 915 hPa à Porto il me semble. Il sous-estime également les rafales j'ai l'impression ! À peine 180 km/h... 

[Higurashi]

Oui, tout dépend du taux d'erreur que l'on est prêt à accepter.
Si l'on cherche l'ordre de grandeur du vent, je suis d'accord.

[Cers]

Si on veut estimer correctement le vent près du centre dépressionnaire, là où le gradient de pression est le plus fort, il faut prendre le vent du gradient qui sera une meilleure approximation du vent réel.

 

Dans le cas purement géostrophique, les isobares sont parallèles, la courbure de la trajectoire est nulle : la force de Coriolis équilibre la force due au gradient de pression. Mais plus les isobares sont rapprochées (vent fort) et le rayon de courbure est petit, plus le vent géostrophique s'écarte du vent réel car l'accélération centripète de module v²/R devient non négligeable.

 

D'après la figure, j'obtiens grosso modo un gradient de pression de l'ordre de 20 hPa pour 100 km de distance au sud du low. Si on calcule le vent géostrophique, on obtient près de 150 m/s, ce qui constitue une valeur très (trop) élevée car le rayon de courbure rend l'approximation géostrophique invalide. En calculant le vent du gradient pour un rayon de courbure de 200 km, on trouve près de 50 m/s (180 km/h), sans considération des frottements près de la surface.

Modifié 8 juin par Cers