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Force de Coriolis


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Bonjour,

Je me questionnais sur un des effets de la force de Coriolis.

Imaginons qu'on ait un anticyclone puissant, positionné haut en latitude : par exemple un bon gros anticyclone Scandinave centré sur la Laponie, globalement à 68N 25E. Pour les besoins de l'exemple, même si ce n'est pas ce qu'il y a de plus réaliste, les isobares seront positionnés en lignes parfaitement zonales, au nord de l'anticyclone, et au sud également, sur une distance de 20° (de 58N à 75N). De plus, l'écart entre ces isobares sera le même au nord qu'au sud de l'anticyclone, mettons que pour 1° parcouru vers le nord ou le sud sur la longitude 25E, on perdra 1hPa. Cela toujours de 58N à 78N.

Ma question est alors la suivante : si je me place en 73N 25E et en 63N 25E, aurai-je en théorie un vent de la même intensité (sans prendre en compte l'interaction de l'air avec le sol) au sol ? Ou la force de Coriolis fera-t-elle que le vent sera plus important à 73N qu'à 63N ? Et si la réponse est oui, y aurait-il une formule qui permettrait de relier le vent qu'on aurait si la Terre ne tournait pas sur elle-même au vent qu'on aurait réellement ?

Merci de vos réponses.

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Briançon (05) 1260m

Salut default_wink.png/emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Ce que tu évoques ici c'est tout simplement le vent géostrophique, qui fait que le vent tourne autour des dépressions dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord, et d'autant plus fort que le gradient isobarique est important.

Il s'agit d'un équilibre entre la force de pression et la force de Coriolis.

Or la force de Coriolis dépend de la latitude puisqu'elle témoigne du mouvement de l'observateur dans le référentiel auquel il est lié. Et la Terre "tourne" plus vite quand on se rapproche de l'équateur. Finalement, la valeur du vent géostrophique est un produit vectoriel entre l'axe de rotation de la terre et le gradient isobarique dans la direction orthogonale.

Pour ton exemple, sur la face sud de ton anticyclone, le gradient de pression est dirigé vers le sud (des plus hautes vers les plus basses valeurs) et on obtient un vent d'est de module A/2*omega*rho*sin(phi)

où A est le gradient méridien de pression quasi unitaire (100 Pa pour 1° de latitude, sachant que ° de latitude ~111 km), omega la vitesse de rotation de la terre sur son axe (rotation de 2pi en 86400 secondes, soit 7.3*10^-5 /s ), rho la masse volumique du fluide, on va dire qu'elle suit la loi du gaz parfait rho=P/RT, et phi la latitude.

Comme sin (phi) est plus important vers le pole, le vent est plus faible (on prend l'inverse).

Donc le vent sera plus important au sud default_wink.png/emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Par contre, je ne comprends pas ta dernière question.. ?

Si la Terre ne tournait pas sur elle-même, la force de Coriolis est nulle. On est alors dans le cadre d'un écoulement cyclostrophique, avec équilibre entre l'accélération et la force de Pressions. Mais cet écoulement n'est valable qu'à petite échelle (influence sur la rotation de la brise)

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en plus des explications précises de Gaet34, les équations et des exercices sont disponibles sur le net et dans les manuels de météo, de climato ou de physique.

Sinon, il n'est pas inutile de rappeler, qu'en complément de la force du gradient, la déviation vers la droite des mouvements initialement rectilignes dans l'HN se fait vers la gauche dans l'HS et qu'en application des équations la force de Coriolis est maximale aux hautes latitudes et nulle à l'équateur (l'absence d'enroulement expliquant l'absence de cyclones tropicaux avant 5° de latitude environ)

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Posted
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

Perso bien du mal à comprendre la question. Un petit schéma serait bien plus explicite. Parce que si tu parles d'un anticyclone à d'aussi hautes latitudes, alors c'est du vent uniquement de surface et le vent géostrophique n'y est donc pour presque plus rien dans l'histoire. Exemple du vent catabatique.

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J'ai aussi du mal a comprendre la question .

D'autant plus que j'aurais pensé que sur le sud de l'anticyclone, ou le flux est d'Est, il serait le plus faible car il y'a le flux moyen d'Ouest à ces latitudes qui s'y oppose non ?

Par contre c'est dejà arrivé que des anti' dynamique se forment à de très hautes latitudes wink.png

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J'ai aussi du mal a comprendre la question .

D'autant plus que j'aurais pensé que sur le sud de l'anticyclone, ou le flux est d'Est, il serait le plus faible car il y'a le flux moyen d'Ouest à ces latitudes qui s'y oppose non ?

Par contre c'est dejà arrivé que des anti' dynamique se forment à de très hautes latitudes wink.png

C'est également ce que je pensais de manière simple et innocente, et c'était bien l'objet de ma question.

Ma question est d'ailleurs très simple, mais plutôt difficile à formuler. Ce sera sans doute plus clair sous forme de schéma :

13021209532969238.png

@ Gaet34 :

Merci pour tes explications. Il faut dire que j'avais en effet entendu parlé de ce vent géstrophique, mais disons que je ne m'étais pas plus penché dessus que ça. J'ai sûrement toutes les explications dans le détail dans mon bouquin Fondamentaux de Météorologie, l'ennui c'est que c'est bourré de dérivés et que même si j'ai compris les principes de base, certaines notions mathématiques comme le produit vectoriel que tu as évoqué sont encore assez floues pour moi (je suis en 3e...).

Sur le fond de ta réponse, je pense en effet que cela ne correspondait pas exactement à ma question, qui portait plus sur des effets d'opposition du flux global d'ouest en est comme le mentionnait Traqueurdefoudre. Mais j'aurai toujours appris quelque chose ! (je me pencherai un peu plus en détail sur ton message pour mieux le comprendre)

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Briançon (05) 1260m

@ Gaet34 :

Merci pour tes explications. Il faut dire que j'avais en effet entendu parlé de ce vent géstrophique, mais disons que je ne m'étais pas plus penché dessus que ça. J'ai sûrement toutes les explications dans le détail dans mon bouquin Fondamentaux de Météorologie, l'ennui c'est que c'est bourré de dérivés et que même si j'ai compris les principes de base, certaines notions mathématiques comme le produit vectoriel que tu as évoqué sont encore assez floues pour moi (je suis en 3e...).

Sur le fond de ta réponse, je pense en effet que cela ne correspondait pas exactement à ma question, qui portait plus sur des effets d'opposition du flux global d'ouest en est comme le mentionnait Traqueurdefoudre. Mais j'aurai toujours appris quelque chose ! (je me pencherai un peu plus en détail sur ton message pour mieux le comprendre)

C'est bien la manière dont j'avais compris ta question, et je maintiens ma réponse wink.png

AAAH, le Malardel smile.png

Tu mets pas la barre un peu haut en étant collégien en troisième?

C'est très difficile de vulgariser la météo, alors je te souhaite bien du courage et du temps pour saisir petit à petit toutes les notions physiques, tu as le temps t'inquiètes!

Traqueurdefoudres m'a également reposé la question, et voici ma réponse:

"Les vents d'ouest aux moyennes latitudes ont également une origine géostrophique, tu ne crois pas ?

wink.png

C'est bien la force de pression qui elle peut avoir une origine thermique qui influence le champ de vent plutôt que l'inverse."

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Merci pour la réponse, effectivement le Malardel est très utile, mais il se contente de décrire dans des cas idéalisés etc... Perso, ça m'embête parfois quand on compare ça aux cas réels ou ça diffère pas mal desfois .. biggrin.png

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Posted
Briançon (05) 1260m

Ah non c'est pour être plus simple à la lecture qu'il est traité dans le cas idéalisé. Tu voudrais avoir affaire aux coefficients de frottement et aux termes non-linéaires de l'équation de Navier Stokes toi? default_biggrin.png/emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

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La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

J'avais en effet pas du tout compris ta question ^^ La réponse de gaet suffit donc. Sinon pour coriolis (et sans formules), j'ai écrit un jour ça : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis

Le problème des cas idéalisés, c'est quand on décide d'aller un peu plus loin et qu'on se rend compte que tout est à revoir et que ça devient plus compliqué car on a pris de mauvaises habitudes de raisonnement (certains se reconnaitront peut-être whistling.gif )

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Ah non c'est pour être plus simple à la lecture qu'il est traité dans le cas idéalisé. Tu voudrais avoir affaire aux coefficients de frottement et aux termes non-linéaires de l'équation de Navier Stokes toi? biggrin.png

Peut être que si j'avais un niveau en maths supérieur, oui default_biggrin.png/emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">
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Sur GFS on a une situation qui ressemble un peu à ce dont on parlais au début du sujet :

gfs-0-132.png?12

Et le jet est le plus fort au Nord, et pas au Sud .. biggrin.png

gfs-5-132.png?12

Dès le début en m'imaginant la situation je partais pour un jet plus fort au Nord de l'anti', avec l'entrainement par la rotation de la terre d'Ouest en Est au Nord de l'anti' . Or cet entrainement s'oppose à un jet d'Est en Ouest au sud de l'anti'. Cela est confirmé ici apparemment laugh.png

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Posted
La-Chapelle-Saint-Florent - 49 (proche 44, bord Loire)

En l’occurrence ton exemple ne prouve rien, puisque le gradient des géopotentiel est beaucoup plus important au Nord qu'au Sud. Pour rappel, les pressions au sol, ce n'est pas le jet-stream.

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Non mais je sais, mais même dans la suite du run ou le gradient de Geopotentiel se resserre au sud, il y'a toujours un jet très faible au sud .

Et même j'avais dejà vu d'autres exemples type, mais je me souviens plus la date, et le jet était toujours le plus fort au nord .

De toute manière l'AAM favorise les mouvements d'Ouest en Est aussi.

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