Les dépressions polaires Par Danahé Paquin-Ricard Image du satellite NOAA-9 d’une dépression polaire au-dessus de la mer de Barent le 27 février 1987.

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1 Les dépressions polaires Par Danahé Paquin-Ricard Image du satellite NOAA-9 d’une dépression polaire au-dessus de la mer de Barent le 27 février 1987. (S. Businger, Department of Meteorology, University of Hawaii)

2 Plan 1.Description 1.Caractéristiques 2.Structure 3D 3.Dynamique 2.Physique /Exemple 1.Présentation du cas du 27 au 29 janvier 2004 2.Conditions favorables 3.Formation 4.Intensification 5.Comblement 3.Conclusion

3 1.1Caractéristiques  Définition: cyclone maritime petit (mésoéchelle) et intense qui se forme au nord (pour l’hémisphère nord) de la zone barocline (front polaire)  Situation géographique:  Naissance au-dessus des océans où de l’air froid est advecté au-dessus d’eaux plus chaudes (mers nordiques)  Rapide diminution lorsque le cyclone se retrouve au-dessus des terres  Situation temporelle: surtout l’hiver pour l’hémisphère nord (octobre à avril)  Durée: de 3 à 36 heures  Vents: 60 km/h minimum (vagues de 5 m)  Nuages: spirale de nuages avec un œil central plus chaud (l’analogue d’un ouragan)  Échelle horizontale: 200 à 1000 km de diamètre

4 1.2Structure 3D  Échelle horizontale : 200 à 1000 km  Structure:  Spirale de nuage:  Vents très forts autour du cœur  Mouvements ascendants très intenses  Nuages convectifs  Cœur:  Air chaud  Vents faibles  Subsidence (faible)  Absence de nuages (oeil)

5 2.1La dépression polaire du 27 janvier 2004  Formation de deux dépressions polaires au nord de la Norvège, derrière le Front Arctique dans la nuit du 28 janvier entre 00h00 et 02h00.  Le système se dirige vers le sud et la dépression la plus au sud termine sur l’Écosse vers 15h00 le 28 janvier.  La deuxième dépression continue sa course et bifurque vers la frontière de l’Allemagne et des Pays-Bas et meure vers 06h00 le 29 janvier. Cas tiré du site: http://www.zamg.ac.at/docu/Manual/SatManu/main.htm http://www.zamg.ac.at/docu/Manual/SatManu/main.htm Les cartes météo proviennent du modèle Hirlam de l’Institut Royal de Météorologie Hollandais (KNMI).

6 28 janv. 12h00

7 2.2Conditions favorables  Zone barocline peu profonde  Air froid advecté au-dessus de l’océan plus chaud  Inversion de température  Soulèvement d’air par convection  Condensation et relâchement de chaleur latente

8 2.2Conditions favorables du 27 janvier 2004  00h00:  Basse pression au nord de la Norvège  Vents du N entre la Norvège et l’Islande  Nuages convectifs apparaissent

9 2.2Conditions favorables du 27 janvier 2004  06h00:  Front Arctique entre la Norvège et l’Islande  La température diminue avec le passage du front Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

10 2.2Conditions favorables du 27 janvier 2004  18h00:  Front Arctique descend vers le sud Violet:  w à 850 hPa

11 2.2Conditions favorables du 27 janvier 2004  18h00:  3 basses pressions à la surface (987 hPa), 2 à 500 hPa Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

12 2.2Conditions favorables du 27 janvier 2004  18h00:  Advection de tourbillon positive à 500 hPa Vert: Advection de tourbillon positive à 500 hPa

13 2.3Formation  Hypothèse CISK (conditional instability of the second kind) pour une atmosphère initialement instable :  Turbulence initiale  Convergence et ascendance  Condensation et relâchement de chaleur latente  Réchauffement et expansion  Pression de surface diminue  Augmentation du gradient de surface à l’horizontale  Augmente convergence ...

14 2.3Formation le 28 janvier 2004  00h00:  3 centres de basses pression en surface (min: 987 hPa)  Creux en surface et à 500 hPa au-dessus de la mer du Nord Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

15 2.4Intensification le 28 janvier 2004  06h00:  Front Arctique descend vers le sud  Gradient de température diminue au-dessus de la mer du Nord Violet:  w à 850 hPa

16 2.4Intensification le 28 janvier 2004  06h00:  Basses pressions de surface diminues faiblement en intensité et se dirige lentement vers le sud  2 dépressions polaires sont maintenant visibles: 62N/02W et 67N/02E  Modèle surestime la pression de la DP 2 de 6 hPa 1 2 Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

17 2.4Intensification le 28 janvier 2004  12h00:  Présence de nuages associés au Front Arctique  Front Arctique s’étend jusqu’à 450 hPa en altitude Violet:  w à 850 hPa

18 2.4Intensification le 28 janvier 2004  12h00:  DP 1 approche de l’Écosse  Rafales de vents enregistrées à 60 nœuds (≈ 110 km/h) Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

19 2.4Intensification le 28 janvier 2004  18h00:  DP 1 : meure en touchant l’Écosse, ses restes au-dessus de la mer du Nord  DP 2 s’intensifie  Front Arctique descend encore vers le sud Violet:  w à 850 hPa

20 2.4Intensification le 28 janvier 2004  18h00:  Advection de T + jusqu’à 600 hPa  Advection de T – au-dessus Rouge: Adv. de T + Bleu: Adv. de T - Noir:  w Gris: signal satellitaire Instabilité → Intensification ?

21 2.4Intensification le 28 janvier 2004  18h00:  Mvt ascendant au centre de la DP et maximum à 750 hPa Rouge:  + Bleu:  - Noir:  w Gris: signal satellitaire

22 2.4Intensification le 28 janvier 2004  18h00:  Advection de tourbillon + à l’arrière de la DP2 et au-dessus des restes de la DP1 Vert: Advection de tourbillon positive à 500 hPa

23 2.4Intensification le 29 janvier 2004  00h00:  Basses pressions vers le Danemark  Vents du Nord-Ouest entraînent la DP vers la Baie dHelgoland Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

24 2.4Intensification le 29 janvier 2004  00h00:  Mvts ascendants au centre de la DP  Mvt descendant faible à 700 hPa au centre: l’œil de la DP Rouge:  + Bleu:  - Noir:  w

25 2.5Comblement  Lorsque la DP touche terre:  Source de vapeur d’eau disparaît  Source de chaleur sensible disparaît  La friction à la surface augmente → augmente la convergence → augmente la pression de surface dans le centre de la DP (faible effet)  La DP perd ses caractéristiques et s’affaiblie rapidement

26 2.5Comblement le 29 janvier 2004  06h00:  Basses pressions au-dessus du Danemark  La DP touche terre: Allemagne et Pays-Bas  Rafales de vents et de neiges (max de 128 km/h enregistré aux Pays-bas) qui diminuent rapidement par la suite Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

27 3.Conclusion  Conditions favorables:  Advection d’air froid sur eau chaude  Basse pression en surface  Intensification / Déplacement:  Hypothèse CISK  Advection de tourbillon ?  Vent  Comblement:  En touchant terre, ces sources sont coupées

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