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Circulation générale QUITTER Généralités définitions, échelle exemple danomalie la CG sous l'œil du satellite La CG sous langle des normales en altitude.

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1 Circulation générale QUITTER Généralités définitions, échelle exemple danomalie la CG sous l'œil du satellite La CG sous langle des normales en altitude au niveau mer Dynamique de la CG bilan énergétique léquateur météo circulation méridienne effet de la rotation limite du déplacement méridien cellules de HADLEY les zones tropicales en altitude les zones tropicales en surface les alizés le jet subtropical le jet équatorial circulation ondulatoire des régions tempérées les régions polaires résumé Climatologie des régions tropicales léquateur météo (juillet) léquateur météo (janvier) les précipitations (juillet) les précipitations (janvier) Zones climatiques les climats

2 Première diapositive 2 Généralités (1/2) Définition –Ensemble des configurations de la circulation atmosphérique sétendant sur tout le globe terrestre. Souvent ce terme se rapporte aux configurations de la circulation moyenne relative à un intervalle de temps déterminé Normale :Normale : moyenne sur 30 ans Normale mensuelle :Normale mensuelle : moyenne sur 30 mois identiques Moyenne mensuelle :Moyenne mensuelle : moyenne sur un mois Ecart (normale-moyenne) =Ecart (normale-moyenne) = anomalie Echelle –Circulations et ensembles nuageux de très vaste extension géographique (> 1000 km), dune durée de vie de quelques semaines à plusieurs mois –a cette échelle latmosphère est mince (dizaine de km), les mouvements horizontaux sont prépondérants

3 Première diapositive 3 Généralités (2/2) Exemple danomalie : oscillation australe El Nino –anomalie chaude poussée par des vents dOuest vers les cotes du PEROU –Conséquences : –pêcheurs bredouilles sur la cote péruvienne –cyclones sur la Polynésie –sécheresse sur Australie et Indonésie anomalie de température: +4 à +5° anomalie des vents: Ouest au lieu dEst (ou Est affaiblis

4 Première diapositive 4 La CG sous lœil du satellite Zone de léquateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais Circulation méridienne Ensemble nuageux souvent bien développé Circulation ondulatoire Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas Zone de léquateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais Circulation méridienne Ensemble nuageux souvent bien développé Circulation ondulatoire Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas

5 Première diapositive 5 En altitude (FL300) –basses altitudes (L) aux pôles, hautes altitudes (H) sur la zone équatoriale décalage saisonnier de H : 0° janvier, 20/25°N juillet –vents dOuest HN : vents hiver # 2 vents été (entre pôle N et équateur : pente 300hPa hiver # 2 pente 300hPa été) circulation ondulatoire des régions tempérées (HN) –dorsale sur les océans (10°W et 140°W) – thalweg sur les continents (70°W et 140°E) axe de vents forts sur le 30° plus rapide en hiver courant jet planétaire : le jet subtropical (JST dans l'hémisphère dété) –vents dEst Juillet : courant dEst entre 20/25°N et 0° le Tropical Easterly Jet (TEJ) La CG sous langle des normales (1/2) FL300 janvierFL300 juillet

6 Première diapositive 6 Au niveau mer (0m) –centres dactions A polaires (renforcement lhiver), D équatoriale zones océaniques : D sur les parallèles 60° (plus creuse lhiver), A sur les parallèles 30° léquateur météo joint les points de basses pressions de la zone équatoriale (décalage vers le Nord en juillet) vastes zones continentales Amérique du Nord, Asie : A hiver, D été –vents dOuest zones océaniques : entre les parallèles 60° et les parallèles 30° (renforcés lhiver) –vents dEst entre A polaires et D 60° : «drainage» polaire de NE (HN) de SE (HS) zones océaniques : entre A 30° et équateur météo alizés de NE (HN) et de SE (HS); courant de NE sur lAsie du sud et lAfrique occidentale lhiver et de SO (alizés déviés) lété La CG sous langle des normales (2/2) mer janviermer juillet

7 Première diapositive Dynamique de la circulation générale

8 Première diapositive 8 Bilan énergétique Inclinaison de laxe de rotation Excentricité de lorbite Inégale répartition des terres, océans, calottes glacières +7% dénergie solaire pour lhémisphère nord bilan négatif au pôles bilan positif vers léquateur basse troposphère «chaude» haute troposphère «froide» NECESSITE DUN REEQUILIBRAGE –par transferts verticauxpar transferts verticaux –par transferts méridienspar transferts méridiens

9 Première diapositive 9 Léquateur météo 0° 30°NJuillet Janvier 15°S

10 Première diapositive 10 Circulation méridienne en labsence de rotation de la terre Réchauffement à la base Refroidissement à la base Refroidissement à la base Equateur météorologique Pôle N Pôle S AAD Courant de SudCourant de Nord convection Courant de NordCourant de Sud

11 Première diapositive 11 Effet de la rotation de la terre (Coriolis) Equateur météo Pôle N Pôle S AAD En surface : déviation vers louest (+ frottement) Vents de Nord-Est Vents de Sud-Est En altitude : déviation vers l'est Vents d'Ouest "Coriolis" dévie sur la gauche HS"Coriolis" dévie sur la droite HN

12 Première diapositive 12 Limite du déplacement méridien conservation du moment angulaire Pôle équateur Particule observateur Particule et observateur fixes à léquateur balayent la même aire pendant le même temps t Particule observateur Particule partie de léquateur se retrouve à 20 N avec une vitesse V vers lOuest et balaye dans le même temps t une aire qui doit être égale à celle balayée par lobservateur resté à léquateur t t t La particule tourne plus vite que la terre. Le calcul montre que la particule atteindrait dans son mouvement vers lOuest une vitesse supersonique irréelle. Cela impose donc une limite au déplacement méridien

13 Première diapositive 13 Limite du déplacement méridien (cellules de Hadley) En considérant une vitesse maximum de 250 kt vers ft, celle-ci est atteinte par une particule, dans son déplacement méridien, aux alentours de la latitude 30°. –30° constitue en moyenne une barrière infranchissable –on trouve vers cette latitude un maximum de vent dOuest en altitude –les particules «retombent» vers la surface formant une boucle appelée cellule de Hadley 0 30S 30N Cellules de Hadley

14 Première diapositive 14 30S 30N 0 Les zones tropicales en altitude janvierjuillet Jet Sub Tropical JST 30S 30N 0 équateur météo H H Tropical Easterly Jet TEJ Jet Sub Tropical JST Vent dOuest Vent dEst

15 Première diapositive 15 Les zones tropicales en surface janvierjuillet 30S 30N 0 A A D équateur météo alizés de Nord-Est alizés de Sud-Est 30S 30N 0 équateur météo A A D alizés de Nord-Est alizés de Sud-Est alizés déviés de Sud-Ouest

16 Première diapositive 16 Le courant jet subtropical –planétaire, régulier, persistant –localisé du coté polaire de la cellule de Hadley, entre la tropopause tropicale et la tropopause équatoriale –très présent en hiver (<60 kt lété) –latitude : entre 20° et 40° de latitude (axe haut lhiver) –direction : Ouest –vitesse : 120 à 150 kt (hiver) –altitude : km, FL340-FL390, pression hpa le jet vue satellite le jet vue carte

17 Première diapositive 17 Le Tropical Easterly Jet –présent en juillet dans lhémisphère Nord à haute altitude, de lAsie du Sud-Est vers l Afrique Occidentale (en liaison avec la mousson) –latitude : entre 5° et 15°N –direction : Est –vitesse : 80 à 90 kt dans les noyaux les plus forts –altitude : niveau > FL450 équateur météo 0 y x Himalaya le vent souffle vers le lecteur x équateur géographique Inde y équateur météo

18 Première diapositive 18 Circulation ondulatoire des régions tempérées (1/4) –la rotation de la terre limite fortement les déplacements méridiens –nécessité dune continuité des échanges méridiens dénergie entre les cellules de Hadley et la circulation polaire la mécanique gène fortement ces échanges laccumulation de chaleur à léquateur pousse à ces échanges –il faut étaler le surplus de chaleur équatoriale et de froid polaire dans un nouvel arrangement –cet arrangement se fait au niveau des régions tempérées sous leffet dune force de pression avec une composante zonale (Est- Ouest), créée par une alternance de maximum et de minimum de pression le long dune même latitude existence de dépressions et danticyclones aux latitudes extra- tropicales voisinant et interagissant avec le courant jet

19 Première diapositive 19 LLHH J.S.T. Circulation ondulatoire des régions tempérées (2/4) force de pression zonale et alternance de minimum et maximum de pression équateur météo

20 Première diapositive 20 Circulation ondulatoire des régions tempérées (3/4) vue climatologique

21 Première diapositive 21 Mouvement ondulatoire par rotation et réchauffement différencié A B a a a a b b b b Circulation ondulatoire des régions tempérées (expérience de Fultz) (4/4) liquide paroi refroidie paroi réchauffée

22 Première diapositive 22 Les régions polaires Pôle Nord D Circulation dépressionnaire en altitude Circulation anticyclonique en surfaceA

23 Première diapositive 23 équateur météorologique cellules de Hadley cellules polaires ondes des latitudes moyennes Résumé

24 Première diapositive Climatologie des régions tropicales

25 Première diapositive 25 Léquateur météo (juillet) : structure nuageuse ETE BOREAL Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT masse nuageuse «à cheval » sur léquateur météo Sur les zones continentales : (Front Inter Tropical FIT sur lAfrique) masse nuageuse au sud de léquateur météo Z Z Coupe verticale XX Y Y Coupe verticale YY X X Coupe verticale ZZ

26 Première diapositive 26 Léquateur météo (janvier) : structure nuageuse HIVER BOREAL Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT masse nuageuse «à cheval » sur léquateur météo Sur les zones continentales : D continentales, structure particulière de léquateur météo structure nuageuse complexe liée à la convergence de flux dorigine différentes ainsi quà la géologie et au relief

27 Première diapositive 27 Les précipitations (juillet) RR>100mm RR<3mm

28 Première diapositive 28 Les précipitations (janvier) RR>100mm RR<3mm

29 Première diapositive 29 Zones climatiques Nuages et précipitations dans les régions d'ascendance –zones équatoriale –régions des latitudes tempérées Temps sec dans les régions de subsidence –zones sub-tropicales –régions polaires

30 Première diapositive 30 Janvier Juillet 0° 10° 35° 65° 0° 10° 35° 75° 40° 20° 10° TEMPÉRÉ Contrôlé par les perturbations extra- tropicales, vents d'ouest dominants. MÉDITERRANÉEN Été chaud et sec. Hiver pluvieux. SUB-TROPICAL aride Désertique, chaud et sec, vents d'est dominants. Conditions anticycloniques, très froid et sec. En été, temps instable et précipitations en périphérie. POLAIRE Deux saisons des pluies. Pluies abondantes et orages. Température élevée et forte humidité. ÉQUATORIAL Sec en Hiver. Une saison des pluies en été. SAVANE Les climats : répartition saisonnière et conditions dominantes

31 FL300 Janvier Retour L L HHH

32 FL300 Juillet Retour LL H H H

33 Niveau mer Janvier Retour D D D D A AA AA A D D D DD Equateur météo A A

34 Niveau mer Juillet Retour A A D D D Equateur météo D D D D A A A A AA

35 Bilan radiatif Retour lespace B E = = 0 NECESSITE DUN TRANSFERT VERTICAL latmosphère B A = = -30 la surface terrestre B T = =+30

36 Bilan énergétique distribution méridienne Retour PNPSEQ Bilan 0 HN énergétique B = 0 HS énergétique B = 0 15N PNPSEQ Bilan 0 5S HN énergétique B = 0 HS énergétique B = 0 Déficit pôle Nord Excédent compensant le déficit du PN Excédent compensant le déficit du PS Déficit pôle Nord Excédent compensant le déficit du PN Excédent compensant le déficit du PS

37 Bilan énergétique conclusion Retour NECESSITE DUN REEQUILIBRAGE par transferts méridiens courants marins à composante méridienne mouvements atmosphériques méridiens Juillet 15N PNPSEQ Bilan 0 5S PNPSEQ Bilan 0 janvier

38 Les alizés et les alizés dévies Retour ETE BOREAL HIVER BOREAL

39 JST Janvier Retour HH H JST

40 JST Juillet et TEJ Retour H H H JST TEJ

41 JST vue satellite Retour Equateur météorologique

42 JST vue carte Retour

43 himalaya équateur météo Y Y ALIZES DE SUD-EST MOUSSONMOUSSON Y Y Coupe YY Pluies diluviennes

44 equateur météo Flux de MOUSSON air humide Jet Tropical dEst AOUT Golfe de Guinée X X Coupe XX Retour J.T.E. Climat saharien Cu de beau temps Lignes de grains, orages, averses Pluie de mousson Alizés déviés tropopause FIT 20 km 10 km Harmattan XX Courant de Nord-Est HARMATTAN Air sec

45 Z Z FIT ZCIT Alizés de NE Alizés de SE Coupe ZZ Coupe ZZ Retour Pot au noir «dold drum» D A A Z Z alizés amas nuageux convectifs alternent avec ciel clair TCU/CB (EMBD-FRQ avec TS) CU/SC nébulosité localement SCT/BKN, FEW/SCT à grande échelle vent irrégulier en rafales, pluies intenses, visibilité réduite, plafond bas

46 Circulation générale Circulation générale FIN Première diapositive


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