Fronts & perturbations

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1 Fronts & perturbations
Introduction Fronts & perturbations (Pré-requis:). Nous étudierons 1. CARACTERISTIQUES DE L'Atmosphère 2. CHAMPS DE PRESSION Isobares, Gradient de pression 3. VENT Caractéristiques, Vent et champs de pression, 4. MASSE D'AIR Classification 5. CIRCULATION GENERALE Bilan énergique, Front polaire, 6. FRONTS Front froid , Front chaud , Front occlus, 7. DEVELOPPEMENT D'UNE PERTURBATION 8. SYSTEME NUAGEUX LIÉ 9. PHENOMENES METEO LIÉS 

2 Caractéristiques de l’atmosphère
Fronts & perturbations Caractéristiques de l’atmosphère La pression (P) La température (t°) L’humidité (u) Le vent (W) Les paramètres qui caractérisent l’Atmosphère sont: 

3 Caractéristiques de l’atmosphère
Fronts & perturbations Caractéristiques de l’atmosphère Variations régulières (diurnes et saisonnières) La pression croît de 4h à 10 h et de 16 h à 22 h (en dehors, elle décroît). La température est minimale peu après le lever du soleil. Elle est maximale 2 heures après la passage du soleil au zénith. La pression et la température subissent des variations. Ces variations peuvent être irrégulières (au passage d’une perturbation) ou régulières. Voyons ces dernières:  Pour la pression Pour la température (Voir le schéma)

4 Caractéristiques de l’atmosphère
Fronts & perturbations Caractéristiques de l’atmosphère Variations régulières La température est minimale peu après le lever du soleil. Elle est maximale 2 heures après la passage du soleil au zénith. La pression et la température subissent des variations Pour la pression Pour la température (Voir le schéma)

5 Caractéristiques de l’atmosphère
Fronts & perturbations Caractéristiques de l’atmosphère Variations régulières La température : Elle varie également selon la saison; C'est à dire en fonction des positions relative de la terre et du soleil au cours de l'année. (Lire la diapo) 

6 Caractéristiques de l’atmosphère
Fronts & perturbations Caractéristiques de l’atmosphère Variations verticales (voir le lien) Ces variations peuvent être verticales: Voyons ces dernières: (voir le lien avec altimétrie) Ces variations peuvent être horizontales: c’est l’objet de ce chapitre. Intéressons nous maintenant à ce qu’on appelle les champs de pressions 

7 Fronts & perturbations
Champs de pression L'air froid et lourd va descendre et intensifier sa pression au sol. La pression au niveau du sol n'est pas un facteur stable. Cela signifie que la densité de l'air varie à cet endroit (reporter les élèves à la notion d’atmosphère standard) Pour ce qui concerne l’air froid Pour ce qui concerne l’air chaud

8 Fronts & perturbations
Champs de pression L'air chaud et léger va s'élever et pèsera moins sur le sol. (lire la diapo) Voyons maintenant la notion de lignes isobares

9 Fronts & perturbations
Champs de pression Lignes isobares Une des bases de la météo réside dans la mesure de la pression dans différents points du globe. En reliant entre eux tous les points d'égale pression, on obtient des lignes fermées dites lignes isobares.  Ces lignes isobariques graduées de 5 hpa en 5 hpa délimitent graduellement R Des dépressions (D ou L) (montrer sur diapo): Suite d'isobares fermées dont la cote décroît vers l'intérieur en entourant un minimum de pression. R Des anticyclones (A ou H) (montrer sur diapo): Suite d'isobares fermées dont la cote croit vers l'intérieur en entourant un maximum de pression. R Des marais barométriques Vaste zone ou la pression varie peu. 

10 Fronts & perturbations
Champs de pression Lignes isobares (marais barométriques )  On notera également :  THALWEG : axe d'une zone de basse pression (analogue à une vallée).   DORSALE : axe d'une zone de haute pression (analogue à une crête).  Voyons maintenant la notion de gradient de pression 

11 Fronts & perturbations
Champs de pression Gradient de pression pression niveau mer 1015 1004 L 1020 1005 1018 1019 1013 1009 1018 1023 1025 1014 1010 L 1026 1015 1021 1022 Le gradient de pression est le rapport de ΔP/ΔL On peut comparer cela à la pente d'un terrain en topographie.   1020 1031 1024 1028 1030 1025 Gradient de pression = ΔP/ΔL

12 Fronts & perturbations
Champs de pression Gradient de pression (On peut comparer cela à la pente d'un terrain en topographie.)  La force du vent est inversement proportionnelle à la distance entre les isobares (montrer sur la diapo)  - le vent est faible quand la distance entre les isobares est grande (pente faible).  - le vent est fort quand la distance entre les isobares est faible (pente forte). 

13 Fronts & perturbations
Le vent  Direction Force : 1 m/s = 2 kt = 4 km/h. C'est le mouvement horizontal de l'air. Il se caractérise par sa direction et par sa force. Pour la direction, c’est la direction d’où vient le vent Pour la force, En général, on l'exprime en nœuds (kt), en km/h ou en m/s. Correspondance approximative entre unités :  (Exemple) Voyons maintenant la représentation symbolique du vent. 

14 Représentation symbolique de la force et direction du vent
Nord 330 ° Force exprimée en Kt Valeurs Ouest Est (expliquer la diapo) Voyons une carte des vents Direction d’où vient le vent 5 Kt 10 Kt 25 Kt 50 Kt 70 Kt Sud

15 Fronts & perturbations
Carte des vents 950 hPa (FL 020) 700 hPa (FL 100) 850 hPa (FL 050) 3 cartes sont éditées La 950 hPa (FL020) La 850 hPa (FL050)  La 700 hPa (FL100)  

16 Vents et champs de pression
Fronts & perturbations Vents et champs de pression Force de Coriolis  Force de Coriolis Si la terre était immobile, le vent se dirigerait du cœur répulsif des hautes pressions vers le cœur attractif des basses pressions  Mais la terre tourne et cette rotation provoque une déviation des mouvement de l'air. Voyons cette déviation 

17 Vents et champs de pression
Fronts & perturbations Vents et champs de pression Force de Coriolis (Expliquer le schéma) Déviation des vents vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud 

18 Vents et champs de pression
Fronts & perturbations Vents et champs de pression Force de Coriolis Loi de Buys-Ballot Cette force a un effet remarquable sur les dépressions et les anticyclones (expliquer la déviation en partant de l’anticyclone, et en allant vers la dépression: 1er schéma) (Montrer le résultat sur le 2ème schéma) C’est la Loi de Buys-Ballot  Les vents divergents du centre d'un anticyclone vont être déviés à droite et tourneront dans le sens horaire autour de cet anticyclone. Les vents convergents vers le centre d'une dépression, vont être déviés à droite et tourneront dans le sens anti-horaire autour de cette dépression. 

19 Vents et champs de pression
Fronts & perturbations Vents et champs de pression Force de Coriolis Ainsi, un observateur qui se place face au vent aura approximativement une zone de basse pression (dépression) sur sa droite et une zone de haute pression (anticyclone) sur sa gauche. 

20 Classification des masses d’air
Fronts & perturbations Classification des masses d’air Chaud / Froid Le rayonnement solaire sur la terre varie avec la latitude. La même quantité de rayonnement réchauffe une surface plus grande aux pôles qu'à l'équateur, d'ou une grande différence de température. On peut donc classer les masses d'air en 2 grandes catégories selon leur origine : R les masses d'air chaud (tropicale) R les masses d'air froid (polaire) 

21 Classification des masses d’air
Fronts & perturbations Classification des masses d’air Humide / sec   Humide-sec Au gré de leurs déplacements, les masses d'air vont traverser des continents ou des océans qui vont modifier leurs caractéristiques. Ces masses d'air chaud ou froid seront également :  sèche (continentale)  humide (maritime) 

22 Fronts & perturbations
Circulation générale Bilan énergétique Les régions polaires ont un bilan radiatif déficitaire (faible éclairement solaire) et les régions tropicales un bilan radiatif excédentaire (fort éclairement solaire).  Ces régions devraient être de plus en plus froide pour l'une et de plus en plus chaude pour l'autre, et la vie sur terre ne serait plus envisageable. Pour que la température soit constante dans ces deux régions, il faut donc envisager des mouvements de l'air entre le pôle et l'équateur. : Les masses d'air tropical vont réchauffer les régions polaires. Les masses d'air polaires vont refroidir les régions tropicales. 

23 Fronts & perturbations
Circulation générale Bilan énergétique Les océans jouent un grand rôle dans le transfert de chaleur  (expliquer le schéma) 

24 Fronts & perturbations
Circulation générale Front polaire La limite de séparation entre l'air froid et l'air chaud s'appelle le «front polaire» et se situe dans la zone tempérée du globe. Sa position et son allure varient: elle ondule et descend plus ou moins bas selon les saisons ou la situation météorologique. Cette ligne est le siège de mouvements incessants des masses d'air qui vont entrer en conflit et donner naissance à des formations nuageuses et des précipitations que l'on nomment perturbations 

25 Fronts & perturbations Différents types de fronts
Les fronts Différents types de fronts Front froid  Front froid (symbolisé par des triangles bleus) :  Lorsqu'une masse d'air froid avance en repoussant l'air chaud devant lui, le front qui lui est lié est un front froid. Pente du front L'air froid qui est plus lourd que l'air chaud va glisser sous l'air chaud comme un coin en le repoussant en altitude. Il en résulte une pente frontale assez prononcée (env. 5%).  

26 Fronts & perturbations Différents types de fronts
Les fronts Différents types de fronts Front chaud  Front chaud (symbolisé par des 1/2 cercles rouges) : Lorsqu'une masse d'air chaud avance en remplaçant l'air froid qui se retire devant lui, le front qui lui est liée est un front chaud. Pente du front L'air chaud, moins dense donc plus léger va glisser sur l'air froid. Il en résulte une pente frontale faible (env. 1 à 2%).  

27 Fronts & perturbations Différents types de fronts
Les fronts Différents types de fronts Front occlus  Front occlus (symbolisé par une alternance de triangles et de 1/2 cercles violets) :  Lorsque le front froid rattrape le front chaud, l'air chaud qui est devant lui est rejeté en altitude donnant naissance à une occlusion ou front occlus.  Selon que l'air polaire antérieur est plus ou moins froid que l'air polaire postérieur, on aura un front occlus à caractère de front froid ou de front chaud.   + froid + froid Sens de déplacement

28 Développement des perturbations
Fronts & perturbations Développement des perturbations Une perturbation naît, se développe, s'affaiblit et meurt.   Stade 1 : Naissance Une descente d'air froid vers le sud-est entraîne une remonté d'air chaud vers le nord-ouest   Stade 2 : Jeunesse L'ondulation s'amplifie et une dépression se creuse au sommet. A l'avant de l'ondulation, baisse de la pression et hausse de l'arrière. La descente d'air froid vers le sud-est repousse l'air chaud qui monte vers le nord-ouest. Les fronts prennent de la vigueur   Stade 3 : Maturité L'air froid à l'arrière du système se déplace plus vite que l'air chaud qui est rejeté en altitude. C'est l'occlusion, qui s'enroule autour de la dépression et forme un vortex.  Stade 4 : Vieillesse Le front froid à rattrapé le front chaud sur presque toute sa longueur. La virulence de la perturbation décroît rapidement. La dépression se comble et la hausse de pression se généralise. C'est la mort de la perturbation Naissance Jeunesse Maturité Vieillesse/ Mort

29 Systèmes nuageux liés aux fronts
Fronts & perturbations Systèmes nuageux liés aux fronts Front classique Cirrus Cirrostratus Cumulonimbus Altostratus Nimbostratus Cumulus //////////////// (Expliquer au fur et à mesure de l’animation) 

30 Systèmes nuageux liés aux fronts
Fronts & perturbations Systèmes nuageux liés aux fronts Front occlus Altostratus 10 km 400 km Altocumulus Cumulus Strato-cumulus (Expliquer)  Air froid postérieur Air froid antérieur Caractère de front froid

31 Systèmes nuageux liés aux fronts
Fronts & perturbations Phénomènes MTO liés à la perturbation Systèmes nuageux liés aux fronts (Expliquer le tableau en parallèle au schéma)) 

32 Systèmes nuageux liés aux fronts
Fronts & perturbations Abréviations des catégories de nuages Systèmes nuageux liés aux fronts Reprenons le schéma (simplifié) d’une coupe d’une perturbation, et notons les abréviations usuelles des nuages (a connaître impérativement) (Expliquer) 

33 Étude d’une carte TEMSI
Fronts & perturbations Étude d’une carte TEMSI