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Les météores et les vents

 

Après quelques explications sur la prévision par les modèles numériques, après d'autres explications ( B.A BA de la météo ) et quelques notions de frontologie, intéressons nous à présent à ce qui passionne peut être le plus : les météores et les vents. Sachez tout de suite que nous ne traiterons pas dans cette rubrique la formation des orages, les ouragans ou les tornades qui seront abordés dans d'autres volets pédagogiques. 

Lors de la création et de l'organisation des fronts, lors de la circulation des perturbations qui s'enroulent souvent autour de leur système dépressionnaire, lors de l'évolution nuageuse, se produisent des évènements appelés précipitations et vent.

Durant ce volet pédagogique, nous nous intéresserons particulièrement aux manifestations des précipitations, aux phénomènes physiques qui les induisent ainsi qu'à leurs prévisions. Quelques supports tels que le livre "guide" de Jacques Kessler seront encore bien utiles.

Les phénomènes physiques seront à l'honneur de cette rubrique, un parallèle avec la météorologie pure et la prévision sera ensuite bien entendu élaboré.

Commençons tout d'abord par le premier point, les vents et tout ce qui s'y rapporte.

• Les vents

Les vents sont les régulateurs des masses d'air. En effet, grâce à leur souffle, les variations de températures peuvent être établies. L'équilibre de la nature, l'équilibre de la planète sont rétablis par les souffles d'air appelés vents. Le grand scientifique Buys Ballot, dont la loi fut énoncée dans la rubrique "frontologie" a démontré que les vents soufflaient des hautes vers les basses pressions, ce qui rééquilibre le système planétaire de circulation atmosphérique. Il n'existe pas que les vents dans le domaine des déplacements d'air puisque nous connaissons également l'existence des courants verticaux qui eux ne sont pas seulement dus à la différence de pression en altitude ou au sol mais aussi à la rotation de la Terre, la courbure de la planète et les frottements sur la surface terrestre. Les courants aériens sont soumis à la force de Coriolis et déviés par la rotation de la Terre. 

Mis à part dans des situations orageuses, les courants de Nord ou d'Ouest apportent les vents les plus forts. La vitesse du vent augmente avec l'altitude ( on parle à haute altitude de jets ), où elle reste influencée par les conditions météo au sol et la stratification des températures. Buys Ballot avait également énoncé la loi suivante : dans l'hémisphère Nord, si l'on se place dans la direction du vent de manière que celui ci souffle dans le dos, on a à gauche une zone de basse pression et principalement du mauvais temps, et derrière à droite une zone de haute pression avec un temps meilleur.

En altitude, les vents d'Ouest prédominent nettement et sont très présents à basse altitude mais cela reste incomparable avec la haute altitude. Les conflits de masses d'air dus aux rencontres des incursions d'air polaire avec les incursions tropicales amènent les perturbations. Au dessus de ces conflits de masses d'air apparaissent les jets et notamment le jet stream. Ils soufflent en permanence plus ou moins fort selon le cas d'Ouest en Est aux alentours de 10000 m d'altitude. Ils sont déterminants dans la naissance et la vie des perturbations.

En France, les vents d'Ouest sont le plus souvent humides mais aussi assez "doux" et tempérés tandis que les vents de Nord ou de Nord Est sont très froids voire glacials en hiver. Il faut savoir que la rotation brutale des vents annonce un changement de temps. En effet, lorsque nous observons les différents étages de nébulosité, et que les étages sont désordonnés, nous avons la preuve qu'il se produit un cisaillement des vents. Le vent supérieur a néanmoins tendance à régir la circulation générale.

Côté prévision, des cartes numériques de prévision du vent au sol sont disponibles. En voici une :

Reportez vous à la rubrique pédagogique modèles numériques pour comprendre en détail la lecture de ce type de carte. 

Cliquez ici ! 

Au sol et en France, les vents les plus connus sont le Mistral, la Tramontane et l'Autan mais il existe aussi la bise continentale qui congèle l'Alsace les matins d'hiver, le marin qui ramène l'humidité de Méditerranée, le Sirocco ou le Levant. Voici une carte des vents résumant les principaux vents (du moins les plus connus en France) :

Nous vous invitons à compléter cette carte des vents régionaux français : écrivez-nous par le biais de cette page en précisant la description du vent régional en question, sa direction et ce qu'il apporte ! Merci de votre participation.

Le Mistral s'établit souvent après le passage d'une perturbation qui aura déversée des pluies sur la Provence et s'accompagne d'un ciel bleu ou entrecoupé seulement de quelques nuages inoffensifs. La partie de l'air ne s'engouffrant pas dans la vallée du Rhône conduit ensuite à un effet de fœhn en Provence dû en particulier au Massif Central et aux Alpes jouant le rôle de barrières.

La Tramontane est le mistral du Languedoc. Les Corbières et les Cévennes jouent le même rôle que les Alpes et le Massif Central pour le Mistral. Ce vent de Nord Ouest est lui aussi sec et froid. Mistral et Tramontane disparaissent souvent en même temps et possèdent à peu près les mêmes caractéristiques.

Le Sirocco est un vent de provenance Maghrébine souvent à l'origine de pluies de sable si précipitations il y a. Chaud et humide ce vent touche particulièrement la côte d'Azur.

Connu pour ses vitesses souvent impressionnantes sur la côte Varoise, le Levant, vent d'Est contient les précipitations lorsqu'il est puissant à l'Ouest du Rhône. Il souffle souvent  en cas de dépression sur la Sardaigne ou sur les Baléares.

Le Marin est l'équivalent du Levant pour le Languedoc. Venant de la mer, il amène humidité et grisaille. Soufflant fort lors d'épisode cévenol, il souffle en même temps que l'autan.

L' Autan est un vent de Sud Est à variante Est ou Sud qui souffle principalement sur le Midi Toulousain, le Quercy et le Tarn. Il est en quelques sorte le prolongement du marin et s'assèche par effet de fœhn après son passage au dessus des Corbières, de la Montagne Noire et des Cévennes.

Une question et dans le même temps une réponse de Jacques Kessler à présent : "le Mistral chasse t il les nuages ?" :

"En réalité non. Ce n'est qu'une image. C'est la sécheresse de l'atmosphère qui provoque la résorption des nuages. Le Mistral est un vent de Nord sec et froid soufflant de la moyenne Vallée du Rhône vers le Golfe du Lion. Sa force est due à l'accélération qu'il subit dans le couloir rhodanien, rectiligne et encaissé. Sa zone d'influence est plus ou moins étendue et lorsqu'il atteint la côte varoise et la Corse Occidentale, il devient vent d'Ouest."

Intéressons nous pour clore ce chapitre "vents" aux brises de mer et brises de vallée. Les brises de mer, d'où leur nom, soufflent de la mer vers les terres et ne pénètrent pas bien loin dans les terres. Ce phénomène est donc local et s'oppose aux vents synoptiques. La brise de mer est la conséquence directe d'un déséquilibre thermique dû au réchauffement de la Terre plus rapide que celui de la Mer. Les brises de vallée s'établissent le jour le long des pentes soumises à l'ensoleillement qui se réchauffent avant d'atteindre le fond de vallée.

Le vent est l'un des élément régissant notre temps mais il accompagne souvent pour ne pas dire quasiment en permanence les nuages et donc les météores.

• Les météores
  • La pluie

>Les précipitations pluvieuses peuvent se former de deux manières différentes. Il faut monter haut dans le ciel au niveau des nuages pour comprendre ce qu'il s'y passe. Les gouttelettes d'eau qui sont en suspension dans ceux ci s'entrechoquent sous l'effet du vent et s'assemblent pour former de grosses gouttes, plus lourdes, trop lourdes pour rester en suspension. Ce processus est assez lent et il ne donne que de faibles précipitations. Lorsque de l'air chaud arrive dans une zone d'air froid stationnaire, il se forme le plus souvent des stratus apportant la pluie. Au contraire lorsque l'air froid se mélange avec l'air chaud stationnaire, des cumulus se forment et peuvent aller au delà si les conditions sont réunies.

Pour que la pluie se forme, il faut qu'une partie du nuage soit à une température comprise entre 0 et -20°. Les gouttelettes d'eau restent à l'état liquide malgré la température et se font capter par des cristaux de glace, devenant lourds, ces cristaux descendent le long du nuage et tombent. Le type de précipitation est ensuite régit par la température extérieure.

Un petit détour par un paragraphe extrait du livre de Jacques Kessler tout de suite.

"Dans l'atmosphère, l'eau renie les bancs d'école. L'eau gèle à 0° et atteint l'ébullition si elle est non salée, au repos et sous une pression atmosphérique normale. Certaines variables sont connues du grand public. Ainsi le couple altitude-pression. Au sommet du Mont Blanc, l'ébullition se produit à 84°. Dans l'atmosphère, l'eau change de comportement. D'abord la forme gazeuse existe à toute températures, même en dessous de 0°. Quand aux gouttelettes en suspension dans un nuage, elles ne gèlent pas souvent à 0° mais plutôt entre -15 et -20°. Cette eau liquide à température négative est dite surfondue. La surfusion est un état instable qui cesse si la gouttelette rencontre un obstacle". 

Il faut savoir que la hauteur de pluie est la quantité de pluie tombée en un temps donné ( millimètre par jour, par mois, par an... ) Est considéré comme journée de pluie celle où il est tombé au moins 0,1 mm.

La pluie est un phénomène essentiel qui peut s'avérer dévastateur de par la puissance et la durée. Ainsi, nous nous souvenons des terribles inondations dans l'Aude en 1999 ou de l'épisode majeur et exceptionnel de Décembre 2003.

• La neige

Nous savons tous que la neige ne peut tomber qu'en cas de températures suffisamment froides. Il faut savoir que la neige se transforme en pluie si la température est supérieure à 0° dans les 300 derniers mètres de la chute mais si la couche d'air plus doux est vraiment fine, les flocons survivent et tombent en neige au sol. Ainsi, des chutes de neige sont fréquentes avec des températures légèrement positives de l'ordre de 0 à 3°. La neige se forme dans l'atmosphère par congélation des gouttes d'eau en surfusion à des températures de -12 à -16°. Les cristaux de neige prennent alors différentes formes : aiguilles, étoiles, lamelles... Ces cristaux ont un diamètre pouvant aller de 5 millièmes de millimètres à plusieurs millimètres. La pression de saturation de vapeur d'eau et la température influent sur la forme que prendront les cristaux. Autour de 0°, ceux ci se rassemblent pour former les flocons que nous connaissons tous. Comme aux plus basses températures, il y a peu d'humidité, les plus fortes chutes de neige ont lieu à des températures proches de 0°.

Lorsqu'il fait très froid dans nos régions, les chutes de neige sont rares pour les raisons que l'on a décrite ci dessus. Les chutes de neige les plus fortes ont surtout lieu en plaine durant un dégel, sous l'influence d'une perturbation venant de l'Ouest.

Voici maintenant un petit tableau mettant en relief les limites inférieures des neiges éternelles :

Revenons à présent aux cristaux de neige pour admirer ces quelques photos :

                                                                                  

                                 Cristaux en forme d'étoile                                                         Cristaux en forme d'aiguille

• La grêle - le grésil

Les précipitations sous forme de grêle sont des particules de glace sphéroïdales ou piriformes. Ces précipitations ne tombent jamais de manière continue mais plutôt par averses lors d'orages. Leur diamètre varie de 0,5 mm à 5 cm mais il n'est pas rare d'observer des grêlons pouvant atteindre 7 cm. Lorsque la taille des grêlons est inférieure à 0,5 mm, on parle de grésil.

A l'intérieur des cumulonimbus, de forts courants verticaux, ascendants et descendants se produisent. Ceux ci font donc migrer les précipitations tantôt vers le haut du nuage tantôt vers le bas avant d'être relâchée vers le sol. Dans les nuages d'altitude, et par conséquent, les sommets des cumulonimbus, les cristaux de glace se rassemblent, de sorte de former de gros cristaux appelés grésil ou grêlons. Mais lors de leur trajet vertical dans le nuage, les cristaux de glace rencontrent naturellement des gouttes d'eau en surfusion qui s'agglomèrent a ces mêmes cristaux. Ensuite, si les courants ascendants sont assez virulents, les cristaux deviennent grêlons et tomberont lorsqu'ils seront suffisamment lourds. Dans le cas où les courants ascendants ne seraient pas assez puissants, les cristaux tombent sus forme de grésil.

Les averses de grêle mais surtout de grésil peuvent avoir lieu sous de vigoureux cumulus congestus notamment en été ou durant les giboulées.

Voici un grêlon de plus d'un kilo tombé au Canada :

Maintenant que nous avons fait le tour des principaux météores, revenons un instant au vent ou plutôt aux tempêtes avant de terminer par le brouillard et le verglas.

• Les tempêtes

Tout le monde a encore en tête les terribles tempêtes de 1999. Nous étudierons dans cette partie la naissance d'une tempête : la tempête du 26 Décembre 1999. Celle ci n'est qu'un exemple type mais plein d'autres phénomènes tempétueux pourraient être également étudiés.

Voici la prévision du modèle GFS qui était valable pour le 26 Décembre 1999 :

Voici la prévision pour le 26 Décembre 1999 par le modèle Bracknell :

Les deux modèles de prévision montrent bien le positionnement d'un vortex polaire sur la Scandinavie avec une dépression à 948 hPa. Le rail Atlantique est bien établi avec un flux zonal très dynamique aussi bien au sol qu'en altitude. Des liaisons apparaissent d'ailleurs sur l'Océan. C'est l'affaissement de l'anticyclone des Açores qui est à l'origine de la mise en place de ce flux d'Ouest dynamique. Nous apercevons au large de la Bretagne une ondulation de l'isobare 986 hPa prémisse de la création imminente d'une dépression explosive. C'est le creusement à l'intérieur des terres de cette dépression explosive qui a conféré cette violence aux vents. Les tempêtes de ce type ne peuvent se prévoir que peu de temps à l'avance en raison des modalités incertaines de creusement dépressionnaire. Dans des configurations de type zonales, les creusements secondaires ne sont pas rares mais ce genre d'ouragan déferlant sur la France l'est. Les tempêtes en général se produisent dans des flux d'Ouest ou Sud Ouest et la prévision de coup de vent est plus aisée.

• Le brouillard, le givre et le verglas

Pour clôturer cette sous rubrique pédagogique, un petit détour par le brouillard et le verglas.

Un dossier complet sur le brouillard a été réalisé par Laurent Violet. Il est inutile de développer davantage, d'autant plus que ce dossier très technique explique bien les différentes formations de brouillards. Dossier de Laurent Violet 

Le verglas quand à lui tombe du ciel. Aussi surprenant que cela puisse paraître, le verglas à proprement parler est une précipitation d'eau surfondue. Nous parlerons donc de pluies verglaçantes. L'eau ne se congèlera en effet ensuite que lorsqu'elle rentrera en contact avec le sol gelé. Les situations à verglas sont souvent l'arrivée d'une perturbation après une période ou une vague de froid, le redoux ne se produisant qu'en altitude dans un premier temps, la pluie tombe mais surfondue. Le verglas est en effet souvent confondu avec de la neige tassée, des flaques d'eau gelées ou du givre. Le givre est le résultat du gel de la rosée grossièrement. Sur les arbres par exemple, le dépôt de givre est dû au gel de particules d'eau résultant de l'humidité de l'air. Ne pas confondre verglas et givre qui sont deux choses différentes.

 

Cette nouvelle sous rubrique concernant les météores et le vent est à présent terminée. Le célèbre Ingénieur MF Jacques Kessler aura été encore une fois d'une grande utilité à l'élaboration de cette rubrique.

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