Loi de Newton Tout objet garde sa vitesse (y compris sa direction) constante, par rapport aux étoiles fixes (référentiel fixe), à moins qu'une force nette agisse sur lui. Lorsque l’on applique une force sur un objet, son accélération dépend de sa masse. Accélération = changement de vitesse et/ou de direction

Force nette (résultante) = somme des forces F1F1 F2F2 FRFR F1F1 F2F2 FRFR

La pression La pression est une force par unité de surface. Dans l’atmosphère, il s’agit donc du poids de l’air (force de gravité) par unité de surface. 1 hPa = 100 Pa = 100 Nm -2

La pression en un point dépend donc exclusivement du poids de l’air situé au- dessus de ce point.

Force du gradient de pression Force du gradient de pression (par unité de masse) = différence de pression/(distance X densité de l’air) (N Kg -1 )

Métro à Tokyo!!!

Est-ce toujours comme cela? NON! Lorsque les distances sont suffisamment importantes (500 km et +), la force de Coriolis dévie les vent vers la droite (dans l’hémisphère Nord), ce qui fait que les vents sont parallèles aux isobares!

hPa S N O E

L’origine du vent Le déplacement de l’air (le vent) est causé par la variation spatiale et temporelle de la pression. Un gradient horizontal de pression signifie une variation de la pression sur une certaine distance sur un plan horizontal (même hauteur). Le gradient horizontal de pression multiplié par la densité (masse) de l’air nous donne la force du gradient de pression ou plus simplement la force de pression.

Les « forces » associées à la direction et la vitesse des vents Force du gradient de pression « Force » de Coriolis (force fictive causée par un référentiel en rotation) Force de frottement Les forces de Coriolis et de frottement ne sont pas à l’origine des vents mais apparaissent plutôt lorsque le vent est déjà présent. Ces 2 forces modifient la direction et la vitesse du vent déjà présent.

Hauteurs géopotentielles C’est la distance séparant un niveau de pression et le niveau moyen de la mer. Les lignes d’égales hauteurs géopotentielles sur une carte météorologique sont appelées isohypses.

Représentation des hauteurs (isohypses)

Effets de la température sur les niveaux de pression et sur le vent 1000 hPa 500 hPa froid chaud froid 500 hPa P est constant P = (m/V) RT (Loi des gaz parfaits) Si T   V  dz’ dz

P = (m/V) RT (Loi des gaz parfait) Si P est constant, alors: Si T   V  Donc la densité de l’air va diminuer Elle occupera un plus grand volume D’où l’élévation du niveau de 500 hPa en altitude.

La convergence L’excédent de masse en un point causé par la convergence donne lieu à la création d’un mouvement de l’air soit vers le haut ou vers le bas.

La divergence Le vide de masse en un point causé par la divergence donne lieu à la création d’un mouvement de l’air provenant du haut (divergence au sol) ou du bas (divergence en altitude).

LA BRISE DE MER

Brise de mer (le jour)

Brise de terre: la nuit

Plage en Australie

HISTOIRE 1000 B.C.: Homer parle de la brise de mer en mentionnant que les combattants qui partaient au large au coucher du soleil étaient favorisés. 300 B.C.: Selon Aristote, la brise de mer est une réflexion de la brise de terre. Un obstacle comme une île par exemple est nécessaire afin de produire la brise de mer.

La brise de mer est un vent « local » dont l’échelle spatiale est de quelques dizaines de km. On peut donc négliger la force de coriolis. Seule la force du gradient de pression est importante dans le cas de la brise de mer.

Formation de la brise de mer

Réchauffement de la colonne d’air au-dessus du sol  expansion

Formation de la brise de mer création d’une haute pression en altitude au-dessus de la terre et d’une basse pression au-dessus de la mer en altitude L’air en altitude se déplace donc de la terre vers la mer en réponse au gradient de pression

Formation de la brise de mer Le déplacement d’air en altitude produise une basse pression près du sol et une haute pression au-dessus de la mer.

Formation de la brise de mer Le gradient de pression au sol induit un vent en surface qui va de la mer vers la terre.

Formation de la brise de mer

matin

Formation de la brise de mer

Un front de brise de mer

Vents autour d’une île