Circulation généraleCirculation générale
QUITTERQUITTER
Généralités
définitions, échelle
exemple d’anomalie
la CG sous l'œil du satellite
La CG sous l’angle des normales
en altitude
au niveau mer
Dynamique de la CG
bilan énergétique
l’équateur météo
circulation méridienne
effet de la rotation
limite du déplacement méridien
cellules de HADLEY
les zones tropicales en altitude
les zones tropicales en surface les alizés
le jet subtropical
le jet équatorial
circulation ondulatoire des régions tempérées
les régions polaires
résumé
Climatologie des régions tropicales
l’équateur météo (juillet)
l’équateur météo (janvier)
les précipitations (juillet)
les précipitations (janvier)
Zones climatiques
les climats
2
Premièrediapositive
Généralités Généralités (1/2)(1/2)
• Définition– Ensemble des configurations de la circulation atmosphérique s’étendant
sur tout le globe terrestre. Souvent ce terme se rapporte aux configurations de la circulation moyenne relative à un intervalle de temps déterminé
• Normale : Normale : moyenne sur 30 ans• Normale mensuelle : Normale mensuelle : moyenne sur 30 mois identiques• Moyenne mensuelle : Moyenne mensuelle : moyenne sur un mois• Ecart (normale-moyenne) = Ecart (normale-moyenne) = anomalie
• Echelle– Circulations et ensembles nuageux de très vaste extension géographique
(> 1000 km), d’une durée de vie de quelques semaines à plusieurs mois– a cette échelle l’atmosphère est mince (dizaine de km), les mouvements
horizontaux sont prépondérants
3
Premièrediapositive
Généralités Généralités (2/2)(2/2)
• Exemple d’anomalie : oscillation australe El Nino– anomalie chaude poussée par des vents d’Ouest vers les cotes
du PEROU
– Conséquences :– pêcheurs bredouilles sur la cote péruvienne– cyclones sur la Polynésie– sécheresse sur Australie et Indonésie
anomalie de température: +4 à +5°
anomalie des vents: Ouest au lieu d’Est (ou Est affaiblis
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Premièrediapositive
La CG sous l’œil du satelliteLa CG sous l’œil du satellite
Zone de l’équateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses
Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais
Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais
Circulation méridienne
Ensemble nuageux souvent bien développé
Ensemble nuageux souvent bien développé
Circulation ondulatoire
Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas
Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas
Zone de l’équateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses
Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais
Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais
Circulation méridienne
Ensemble nuageux souvent bien développé
Ensemble nuageux souvent bien développé
Circulation ondulatoire
Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas
Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas
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Premièrediapositive
• En altitude (FL300)– basses altitudes (L) aux pôles, hautes altitudes (H) sur la zone
équatoriale• décalage saisonnier de H : 0° janvier, 20/25°N juillet
– vents d’Ouest• HN : vents hiver # 2 vents été (entre pôle N et équateur : pente 300hPa
hiver # 2 pente 300hPa été)
• circulation ondulatoire des régions tempérées (HN)– dorsale sur les océans (10°W et 140°W)– thalweg sur les continents (70°W et 140°E)
• axe de vents forts sur le 30° plus rapide en hiver courant jet planétaire : le jet subtropical (JST dans l'hémisphère d’été)
– vents d’Est• Juillet : courant d’Est entre 20/25°N et 0° le Tropical Easterly Jet
(TEJ)
La CG sous l’angle des normales La CG sous l’angle des normales (1/2)(1/2)
FL300 janvier FL300 juillet
6
Premièrediapositive
• Au niveau mer (0m)– centres d’actions
• A polaires (renforcement l’hiver), D équatoriale
• zones océaniques : D sur les parallèles 60° (plus creuse l’hiver), A sur les parallèles 30°
• l’équateur météo joint les points de basses pressions de la zone équatoriale (décalage vers le Nord en juillet)
• vastes zones continentales Amérique du Nord, Asie : A hiver, D été
– vents d’Ouest• zones océaniques : entre les parallèles 60° et les parallèles 30°
(renforcés l’hiver)
– vents d’Est• entre A polaires et D 60° : «drainage» polaire de NE (HN) de SE (HS)
• zones océaniques : entre A 30° et équateur météo alizés de NE (HN) et de SE (HS); courant de NE sur l’Asie du sud et l’Afrique occidentale l’hiver et de SO (alizés déviés) l’été
La CG sous l’angle des normales La CG sous l’angle des normales (2/2)(2/2)
mer janvier mer juillet
Premièrediapositive
Dynamique de la circulation généraleDynamique de la circulation générale
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Premièrediapositive
Bilan énergétiqueBilan énergétique
Inclinaison de l’axe de rotation
Excentricité de l’orbiteInégale répartition des terres, océans, calottes glacières
• +7% d’énergie solaire pour l’hémisphère nord
• bilan négatif au pôles• bilan positif vers l’équateur• basse troposphère «chaude»• haute troposphère «froide»
NECESSITE D’UN REEQUILIBRAGE– par transferts verticaux
– par transferts méridiens
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Premièrediapositive
L’équateur météoL’équateur météo
0°
30°NJuilletJuillet
JanvierJanvier15°S
10
Premièrediapositive
Circulation méridienne en l’absence de Circulation méridienne en l’absence de rotation de la terrerotation de la terre
Réchauffement à la baseRefroidissementà la base
Refroidissementà la base
Equateur météorologiquePôle NPôle N Pôle SPôle SAA AADD
Courant de Sud Courant de Nord
convectionCourant de Nord Courant de Sud
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Premièrediapositive
Effet de la rotation de la terre (Coriolis)Effet de la rotation de la terre (Coriolis)
Equateur météoPôle NPôle N Pôle SPôle SAA AADD
En surface : déviation vers l’ouest (+ frottement)En surface : déviation vers l’ouest (+ frottement)
Vents de Nord-Est Vents de Sud-Est
En altitude : déviation vers l'estEn altitude : déviation vers l'estVents d'Ouest
"Coriolis" dévie sur la gauche HS"Coriolis" dévie sur la droite HN
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Premièrediapositive
Limite du déplacement méridienLimite du déplacement méridien
• conservation du moment angulaire
Pôle
équateur
ParticuleParticule et observateurobservateur
fixes à l’équateur balayent la même aire pendant le
même temps t
ParticuleParticule partie de l’équateur se retrouve à 20 N avec une vitesse V vers l’Ouest et balaye dans le même temps t une aire qui doit être égale à celle balayée par l’observateurobservateur resté à l’équateur
tt
tt
tt
La particule tourne plus vite que la terre. Le calcul montre que la particule atteindrait dans son mouvement vers l’Ouest une vitesse supersonique irréelle. Cela impose donc une limite au déplacement méridien
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Premièrediapositive
Limite du déplacement méridien Limite du déplacement méridien (cellules de Hadley)(cellules de Hadley)
• En considérant une vitesse maximum de 250 kt vers 35000 ft, celle-ci est atteinte par une particule, dans son déplacement méridien, aux alentours de la latitude 30°. – 30° constitue en moyenne une barrière infranchissable– on trouve vers cette latitude un maximum de vent d’Ouest en altitude– les particules «retombent» vers la surface formant une boucle appelée
cellule de Hadley
0
30S
30NCellules de Hadley
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Premièrediapositive
30S
30N
0
Les zones tropicales en altitudeLes zones tropicales en altitude
janvier juillet
Jet Sub Tropical JST
30S
30N
0équateur météo H
équateur météo H
Tropical Easterly Jet TEJ
Jet Sub Tropical JST
Vent d’Ouest
Vent d’OuestVent d’Ouest
Vent d’Ouest
Vent d’Est
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Premièrediapositive
Les zones tropicales en surfaceLes zones tropicales en surface
janvier juillet
30S
30N
0
A
A
Déquateur météo
alizés de Nord-Est
alizés de Sud-Est30S
30N
0
équateur météo
A
A
D
alizés de Nord-Est
alizés de Sud-Est
alizés déviés de Sud-Ouest
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Premièrediapositive
Le courant jet subtropicalLe courant jet subtropical– planétaire, régulier, persistant– localisé du coté polaire de la cellule de Hadley, entre la tropopause
tropicale et la tropopause équatoriale– très présent en hiver (<60 kt l’été)– latitude : entre 20° et 40° de latitude (axe haut l’hiver)– direction : Ouest– vitesse : 120 à 150 kt (hiver)– altitude : 11-12 km, FL340-FL390, pression 250-200 hpa
le jet vue satellitele jet vue carte
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Premièrediapositive
Le Tropical Easterly JetLe Tropical Easterly Jet– présent en juillet dans l’hémisphère Nord à haute altitude, de l’Asie
du Sud-Est vers l ’Afrique Occidentale (en liaison avec la mousson)– latitude : entre 5° et 15°N– direction : Est– vitesse : 80 à 90 kt dans les noyaux les plus forts– altitude : niveau > FL450
équateur météo
0yx
Himalaya
le vent souffle vers le lecteurx
équateur géographique
Inde
y
équateur météo
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Premièrediapositive
Circulation ondulatoire des régions tempérées Circulation ondulatoire des régions tempérées (1/4)(1/4)
– la rotation de la terre limite fortement les déplacements méridiens– nécessité d’une continuité des échanges méridiens d’énergie entre
les cellules de Hadley et la circulation polaire• la mécanique gène fortement ces échanges
• l’accumulation de chaleur à l’équateur pousse à ces échanges
– il faut étaler le surplus de chaleur équatoriale et de froid polaire dans un nouvel arrangement
– cet arrangement se fait au niveau des régions tempérées sous l’effet d’une force de pression avec une composante zonale (Est-Ouest), créée par une alternance de maximum et de minimum de pression le long d’une même latitude
existence de dépressions et d’anticyclones aux latitudes extra-tropicales voisinant et interagissant avec le courant jet
19
Premièrediapositive
L L HH
J.S.T.J.S.T.
Circulation ondulatoire des régions tempérées Circulation ondulatoire des régions tempérées (2/4)(2/4) • force de pression zonale et alternance de minimum
et maximum de pression
équateur météo
20
Premièrediapositive
Circulation ondulatoire des régions tempérées Circulation ondulatoire des régions tempérées (3/4)(3/4) • vue climatologique
21
Premièrediapositive
• Mouvement ondulatoire par rotation et réchauffement différencié
A
B
a
a
a
ab b
bb
Circulation ondulatoire des régions tempérées Circulation ondulatoire des régions tempérées (expérience de Fultz) (expérience de Fultz) (4/4)(4/4)
liquide
paroi refroidie
paroi réchauffée
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Premièrediapositive
Les régions polairesLes régions polaires
Pôle Nord
DD
Circulation dépressionnaire en altitude
Circulation anticyclonique en surface
AA
23
Premièrediapositive
équateur météorologique
cellules de Hadley
cellules polaires
ondes des latitudes moyennes
RésuméRésumé
Premièrediapositive
Climatologie des régions tropicalesClimatologie des régions tropicales
25
Premièrediapositive
L’équateur météo (juillet) : L’équateur météo (juillet) : structure nuageusestructure nuageuse
ETE BOREALETE BOREAL
Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT
masse nuageuse «à cheval» sur l’équateur météoSur les zones continentales : (Front Inter Tropical FIT sur l’Afrique)masse nuageuse au sud de l’équateur météo
Z’
Z
Coupe verticale XX’
Y’
YCoupe verticale YY’
X’
X
Coupe verticale ZZ’
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Premièrediapositive
L’équateur météo (janvier) : L’équateur météo (janvier) : structure nuageusestructure nuageuse
HIVER BOREALHIVER BOREAL
Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT
masse nuageuse «à cheval» sur l’équateur météoSur les zones continentales : D continentales, structure particulière de l’équateur météo
structure nuageuse complexe liée à la convergence de flux d’origine différentes ainsi qu’à la géologie et au relief
27
Premièrediapositive
Les précipitations (juillet)Les précipitations (juillet)
RR>100mmRR>100mm
RR<3mm
RR<3mm
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Premièrediapositive
Les précipitations (janvier)Les précipitations (janvier)
RR>100mm
RR<3mm
RR<3mm
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Premièrediapositive
Zones climatiquesZones climatiques
• Nuages et précipitations dans les régions d'ascendance
– zones équatoriale
– régions des latitudes tempérées
• Temps sec dans les régions de subsidence
– zones sub-tropicales
– régions polaires
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Premièrediapositive
Janvier Juillet
0°
10°
35°
65°
0°
10°
35°
75°
40°
20°
10° 10°
TEMPÉRÉTEMPÉRÉContrôlé par les
perturbations extra-tropicales, vents
d'ouest dominants.MÉDITERRANÉEN
Été chaud et sec.Hiver pluvieux.
SUB-TROPICAL aride
SUB-TROPICAL aride
Désertique, chaud et sec, vents d'est
dominants.
Conditions anticycloniques, très froid et sec. En été, temps instable et précipitations en périphérie.
POLAIRE
Deux saisons des pluies.
Pluies abondantes et orages.
Température élevée et forte humidité.
ÉQUATORIAL
Sec en Hiver.Une saison des pluies en été.
SAVANE
Les climats : répartition saisonnière et Les climats : répartition saisonnière et conditions dominantesconditions dominantes
Circulation généraleCirculation générale
FINFINPremièrediapositive
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