LE PARAMÈTRE PRESSION ATMOSPHÉRIQUE ET LES VENTS
<= Notes sur les pratiques techniques
Mesure du vent: On mesure le vent grâce à un
anémomètre:
Au sol on peut estimer la vitesse grace à la manche à air:
Echelle beaufort:
elle est utilisée en mer, car la hauteur des vagues n'est
pas directement proportionnelle à la force du vent.
Echelle Beaufort
|
Dénomination |
Vitesse en Kt |
Ht des vagues (m) |
|
Calme (calm) |
0-1 |
- |
1 |
Très légère brise (light air) |
1-3 |
0.1 |
2 |
Légère brise (light breeze) |
4-6 |
0.2 |
3 |
Petite brise (gentle breeze) |
7-10 |
0.6 |
4 |
Jolie brise (moderate breeze) |
11-18 |
1 |
5 |
Bonne Brise (fresh breeze) |
19-21 |
2 |
6 |
Vent frais (strong breeze) |
22-27 |
3 |
7 |
Grand frais (near gale) |
28-33 |
4 |
8 |
Coup de vent (gale) |
34-40 |
5.5 |
9 |
Fort coup de vent (severe gale) |
41-47 |
7 |
10 |
Tempête (storm) |
48-55 |
9 |
11 |
Violente tempête (violent storm) |
56-63 |
11.5 |
12 |
Ouragan (hurricane) |
64 et plus |
14 |
Large |
côtes |
Mer d’huile |
calme |
Rides ressemblant à des écailles
de poisson, mais sans crêtes d’écume |
Les voiliers ont juste un peu
d’erre |
Vaguelettes plus accusées, les
crêtes ont une apparence vitreuse, mais ne déferlent pas. |
Le vent gonfle les voiles |
Très petites vagues, les crêtes
commencent à déferler, écume d’aspect
vitreux |
Les voiliers commencent à gîter |
Petites vagues devenant plus
longues, moutons franchement nombreux |
Les voiliers sont bien gonflés et
prennent une bonne gîte |
Vagues modérées prenant une forme
allongée, moutons franchement nombreux |
Les voiliers diminuent leur toile |
Des lames commencent à se former,
les crêtes d’écume blanche sont partout plus étendues |
Les voiliers prennent deux ris
dans la grande voile |
La mer grossit, l’écume blanche
provenant des vagues déferlantes commence à être soufflée en traînée
s’orientant dans le lit du vent |
Les voiliers restent au port où
s’y dirigent |
Lames
de hauteur moyenne et plus allongées, formation d’embruns,
l’écume est soufflée en traînées
très nettes orientées dans le lit du vent |
Tous les voiliers cherchent un
abri |
Grosses lames, les crêtes
commencent à s’enrouler en rouleaux, les embruns peuvent réduire la
visibilité |
Idem |
Très grosses lames ; l’écume
blanche s’agglomère en large bancs, la mer dans son ensemble paraît blanche et
la visibilité est réduite |
Idem |
Vent: Le vent
est un mouvement d’air horizontal, définit par sa direction (d’où vient le
vent) et sa force (en m/s, Km/h, Kt). Ces mouvements des masses d’air sont dus
aux variations de pression. Sur une grande échelle les mouvements de l’air sont
essentiellement horizontaux => on mesure donc la composante horizontale en
vitesse et en direction.
Direction: Dans l’hémisphère nord le vent suit la loi de
Buys-Ballot (la déviation des masses d’air est due à la force de
Coriolis):
Intensité: Elle est proportionnelle aux gradients de pression. Plus les lignes isobares sont serrées, plus le vent est fort, plus elles sont espacées, plus il est faible. le mouvement de l’air résulte d’un équilibre entre trois forces:
De là résulte que la direction du vent fait un angle avec les isobares, de 15 à 20° sur mer, de 20 à 40° sur terre (cela est du aux frottements plus fort). Ainsi, de la hauteur où le vent ne dépends que des isobares (vent géostrophique) jusqu'au sol, le vent diminue en intensité et tourne vers la gauche dans l'hémisphère nord (en direction des basses pressions), vers la droite dans l'hémisphère sud (toujours en direction des basses pressions). Cela donne la spirale d'Ekman:
Le gradient: Baisse de
vent rencontrée prés du sol. Ce
phénomène est du aux frottements, et
tout ce qui augmente le frottement augments aussi le gradient, comme:
Les terrains lisses suscitent la formation d’une couche limite stable et organisée, qui colle littéralement, favorisant grandement le gradient. Á l’inverse les obstacles contribuent à homogénéiser la vitesse par le remous qu’ils provoquent.
Différents vents locaux:
Dynamique: soulèvement
de l’ait butant sur l’obstacle d’une pente. L’ascendance aérodynamique est
parfois matérialisée par des nuages orographiques (nuages en perpétuel
renouvellement).
La meilleure orientation est perpendiculaire à la pente. La largeur de la pente compte aussi, car l’air a tendance à contourner les bords et à s’engouffrer dans les fuites. Contrairement à ce que l’on pourrait imaginer, la hauteur de la pente n’a qu’une importance relative. Le facteur capital est la vitesse du vent. Une pente ne commence à donner qu’à partir d’une certaine vitesse de vent (souvent » 15-20 km/h); un vent trop fort est d’autre part dangereux, car on ne peut plus décoller en sécurité et en vol on risque d’être entraîné vers les rabattants.
Le côté sous le vent de la pente est l’objet de turbulences à grandes échelles appelées rabattants ou rouleaux; toutefois si la pente est assez régulière et arrondi, le rabattant peut lui même être régulier et ne devient turbulent que prés du sol, très en arrière dans la partie descendante. On estime qu’un obstacle ou relief projette sa turbulence de cinq à sept fois sa hauteur en aval. On estime aussi parfois que les reliefs d’une certaine ampleur peuvent former écran et protéger certains fonds de vallées
Une forte pente aura une zone de montée étroite avec de fortes ascendances:
Une faible pente aura une zone de montée large, mais une ascendance moins forte:
Une montagne isolée sera contournée et provoquera un rouleau à axe vertical sous le vent:
Effet venturi: un resserrement de l’écoulement implique une augmentation de débit, i.e. partout où un relief canalise l’écoulement du vent, il y a accélération de celui-ci
Turbulences - cas d'espèces:
Des
bords arrondis au pied et au sommet donnent un écoulement non turbulent |
|
Des
bords angulaires créeront des rotors par vent léger |
|
Des
bords angulaires créeront de la turbulence par vent fort |
|
Le
retour de pente créera des turbulences dangereuses par vent fort |
|
Turbulence
en cas de fortes descendance |
|
Ecoulement
du vent au dessus d’un fossé |
|
Ecoulement
du vent le long d’un fossé |
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Ecoulement
non turbulent lorsque la pente sous le vent est douce |
|
Turbulences
par vent fort lorsque la pente est forte |
|
Turbulences
d’obstacle |
|
Brises thermiques: Une brise
est un vent à l’échelle locale généralement du à un appel d’air en direction
d’une source thermique.
Brise de pente: la pente
ensoleillée réchauffe l’air en contact et suscite des thermiques; ceux ci
créent un appel d’air dans le fond de la vallée ou de la plaine: il
s’agit de la brise de pente montante (e.g. en montagne chaque pente
possède sa brise montante dans le créneau horaire où elle est ensoleillée.).
Brise de vallée: les multiples brises de pentes créent au fond des vallées des brises de vallées montantes ou descendantes. Ces phénomènes ne concernent que les plus basses couches, ci. 500m. La brise de vallée montante se crée généralement en fin de matinée, elle se forcit ensuite et culmine dans le milieu de l’après midi vers 16h; la brise de vallée descendante a généralement des vitesses nettement inférieures à celles de la brise montante. Plus la vallée est profonde et étroite et plus les brises de vallées sont conséquentes. Á noter que la rencontre des brises peut donner lieu à de véritables front de confluences générateurs d’ascendances utilisables.
Brise de mer: elle naît de la différence de température qui apparaît l’été entre le continent et la mer qui le borde; elle s’établit d’abord au large, puis progresse vers la côte. En fin de matinée l’air marin se met à avancer vers l’intérieur des terres, favorisé en cela par un ciel dégagé. Dirigée de la mer vers la terre, elle dépend de nombreux facteurs. Au début la brise est faible et parallèle à la côte, après elle tend à forcir, à tourner à droite et à devenir parallèle à la côte. En Manche et en méditerranée elle est faible; dans l’atlantique elle est soutenue.
Ce phénomène a aussi lieu lors de
confluences de brises de vallées en montagne :
Polygone des brises: polygone permettant en fonction de l’heure de donner la force et la direction du vent; on détermine ainsi :
Nota: la brise peut être influencée, voire masquée, s’il y a du vent synoptique (météo)
Turbulences cas d'espèces:
Vents superposés et de directions différentes |
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Cisaillement
de vent au dessus d’une vallée |
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Turbulence
au sein d’un front froid |
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Turbulence
au sein d’un front chaud |
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Indices révélateurs de
l’onde: si l’humidité de la masse d’air est suffisante une
structure nuageuse caractéristique se développe:
Nuages lenticulaires: ils matérialisent l’écoulement ondulatoire en altitude ; ils ont une forme d’assiette ou de lentilles
Nuages de rotor: ils matérialisent la partie inférieure du système ondulatoire; ils sont en forme de rouleaux parallèles au relief et stationnaires par rapport au sol. Ils se présentent comme de petits cumulus fugaces et déchiquetés.