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Généralités sur le vent
Définition et origine du vent
Le vent est un mouvement de l’air se déplaçant d’une zone de hautes pressions vers les zones de basses pressions [5]. Le grand responsable de ce phénomène est le soleil. Il chauffe les mers et les continents mais pas au même rythme. Une fois réchauffés, ces derniers chauffent à leur tour les masses d’air qui les surplombent. L’air se met alors en mouvement, car il augmente de volume lorsqu’il est chauffé. Il devient plus léger et s’élève. L’air chaud qui est plus légère monte naturellement dans les couches hautes de l’atmosphère pour y créer une zone de basse pression. Cependant, l’air chaud attire à lui une autre masse d’air : la zone de haute pression. C’est de cette différence de pression entre les deux masses d’air qui est à l’origine du vent. Tout simplement parce que l’air contenu dans la haute pression a naturellement tendance à s’engouffrer dans la basse pression qui la voisine (figure 1)
Les forces soumis au vent
L’équilibre du vent dépend de quatre forces résultantes : la force du gradient de pression, la force de Coriolis, la force centripète et la force de friction
La force du gradient de pression
On appelle une zone de basse pression, une zone ou la valeur de la pression est inférieure à la pression atmosphérique moyenne qui est égale à 1013,15 hPa. Une dépression est symbolisée par un D sur la carte de front. Les courbes isobariques sont rapprochées et plus on se déplace vers le centre de la dépression plus la pression diminue. On appelle zone de haute pression, une zone ou la valeur de la pression atmosphérique est supérieure à 1013,15 hPa. Un anticyclone est symbolisé par A sur la carte de front. Les isobares sont également rapprochés et plus on se déplace vers le centre de l’anticyclone plus la pression augmente.
La force de Coriolis
C’est la force crée par la rotation de la Terre. Si la terre ne tournait pas, l’air devrait se déplacer en ligne droite, des centres de haute pression vers les centres de basse pression. Mais puisque la Terre tourne, l’air suit une trajectoire courbe. Les molécules d’air qui se déplacent en ligne droite sur la surface de la Terre subissent alors une force perpendiculaire à la vitesse de déplacement . Cette force détermine la circulation générale du vent. Dans l’hémisphère Sud, la circulation du vent s’effectue dans le sens contraire d’une aiguille d’une montre. Dans l’hémisphère Nord, c’est l’inverse et à l’équateur, la force de Coriolis est nulle (figure 3)
La force centripète
Les isobares des cartes météo ne sont pas seulement rectilignes, mais présentent très souvent une courbure plus ou moins importante. La courbure des isobares cause un déséquilibre entre la force du gradient de pression et la force de Coriolis, causant à son tour un changement de la direction du vent. La force nette se nomme force centripète, puisqu’elle agit vers le centre du système afin de changer la direction du vent (figure
La force de friction
La surface de la Terre, avec toutes ses irrégularités et sa topographie variée, cause une force de friction importante sur le vent, qui se fait sentir typiquement jusqu’à 1000 m d’altitude. C’est également le frottement dû à la surface de la terre (figure 5)
Les caractéristiques du vent
Le vent est caractérisé par : – La direction d’où il souffle qui est toujours donnée par la direction d’origine. Cette direction est déterminée par un instrument appelé girouette (figure 6). 5 Figure 6 : Illustration d’une girouette Source : www.leroymerlin.fr/v3/p/produits/ girouette-l1308218410 – La vitesse, qui peut être exprimée par différentes unités : mètre par seconde (m/s), kilomètre par heure (km/h) et en nœud (Kt) [1 nœud = 1,85 km/h]. L’instrument qui sert à mesurer cette vitesse est nommée anémomètre Il existe des modalités d’évaluer la vitesse du vent sans la mesurer vraiment. On utilise pour cela des échelles. Une des échelles les plus souvent utilisées est celle de Beaufort, qui permet d’estimer la vitesse du vent selon ses effets sur l’environnement. 1.4- Relation entre le vent, la pression atmosphérique et l’altitude
Le vent en fonction de l’altitude
Il existe deux types de vent : – Le vent géostrophique qui est au-dessus de 1500 m environ et en atmosphère libre, c’est-à-dire sans prendre en compte les frottements de l’air sur le sol, le vent suit une trajectoire parallèle aux isobares. – Le vent au sol c’est-à-dire entre le sol et 1500 m. Plus on se rapproche de la surface, plus les effets du frottement deviennent importants et ralentissent le déplacement des particules d’air. On doit prendre en compte la force de friction.
Variation de la pression atmosphérique en fonction de l’altitude
Au niveau du sol, la pression résulte du poids de l’ensemble de l’atmosphère. En prenant de l’altitude, il y a de moins en moins d’air au-dessus et la pression diminue. La pression au niveau de la mer qui est égale à 1013,15 hPa diminue de 1 hPa tous les 8 mètres en moyenne (tableau I). Tableau I : Variation verticale de la pression atmosphérique en fonction de l’altitude qu’on a choisis se trouve à plus de 1000 m. Ils se trouvent aux altitudes respectives : 11800 m, 3000 m et 1500 m. Notre étude sera alors basée sur le vent géostrophique.
LISTE DES FIGURES |
