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Circulation générale

Circulation générale. 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)

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Presentation Transcript

  1. Circulation générale 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 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 QUITTER

  2. Généralités (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 : moyenne sur 30 ans • Normale mensuelle : moyenne sur 30 mois identiques • Moyenne mensuelle : moyenne sur un mois • 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. Généralités (2/2) • Exemple d’anomalie : oscillation australe El Nino • anomalie chaude poussée par des vents d’Ouest vers les cotes du PEROU anomalie de température: +4 à +5° anomalie des vents: Ouest au lieu d’Est (ou Est affaiblis • Conséquences : • pêcheurs bredouilles sur la cote péruvienne • cyclones sur la Polynésie • sécheresse sur Australie et Indonésie

  4. Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas Ensemble nuageux souvent bien développé Ensemble nuageux souvent bien développé Circulation ondulatoire Circulation ondulatoire Circulationméridienne Circulationméridienne Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais Zone de l’équateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses 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 Ensemble nuageux souvent bien développé Ensemble nuageux souvent bien développé Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas La CG sous l’œil du satellite

  5. La CG sous l’angle des normales (1/2) • 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) FL300 janvier FL300 juillet

  6. La CG sous l’angle des normales (2/2) • 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 mer janvier mer juillet

  7. Dynamique de la circulation générale

  8. Bilan énergétique • +7% d’énergie solaire pour l’hémisphère nord • bilan négatif au pôles • bilan positif vers l’équateur • basse troposphère «chaude» • haute troposphère «froide» Inclinaison de l’axe de rotation NECESSITE D’UN REEQUILIBRAGE • par transferts verticaux • par transferts méridiens Excentricité de l’orbite Inégale répartition des terres, océans, calottes glacières

  9. 30°N 15°S L’équateur météo Juillet 0° Janvier

  10. Courant de Sud Courant de Nord Courant de Nord Courant de Sud A A D Pôle N Pôle S Equateur météorologique Circulation méridienne en l’absence de rotation de la terre convection Refroidissement à la base Refroidissement à la base Réchauffement à la base

  11. Vents d'Ouest A A D Pôle N Pôle S Equateur météo Vents de Nord-Est Vents de Sud-Est Effet de la rotation de la terre (Coriolis) En altitude : déviation vers l'est "Coriolis" dévie sur la droite HN "Coriolis" dévie sur la gauche HS En surface : déviation vers l’ouest (+ frottement)

  12. équateur Pôle t t t Limite du déplacement méridien • conservation du moment angulaire Particulepartie 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’observateurresté à l’équateur Particule et observateur fixes à l’équateur balayent la même aire pendant le même temps t 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

  13. 30N Cellules de Hadley 0 30S Limite du déplacement méridien (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

  14. H équateur météo 30N 30N Vent d’Ouest Vent d’Ouest 0 0 Tropical Easterly Jet TEJ H équateur météo Vent d’Ouest Vent d’Ouest 30S 30S Les zones tropicales en altitude janvier juillet Jet Sub Tropical JST Vent d’Est Jet Sub Tropical JST

  15. A équateur météo A 30N 30N D 0 0 D équateur météo A A 30S 30S Les zones tropicales en surface janvier juillet alizés de Nord-Est alizés de Nord-Est alizés déviés de Sud-Ouest alizés de Sud-Est alizés de Sud-Est

  16. Le 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 satellite le jet vue carte

  17. x équateur météo Inde Himalaya y équateur géographique x équateur météo 0 y Le 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 le vent souffle vers le lecteur

  18. Circulation ondulatoire des régions tempérées (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. J.S.T. équateur météo L H L H Circulation ondulatoire des régions tempérées (2/4) • force de pression zonale et alternance de minimum et maximum de pression

  20. Circulation ondulatoire des régions tempérées (3/4) • vue climatologique

  21. B paroi refroidie a liquide b b paroi réchauffée a a b b a A Circulation ondulatoire des régions tempérées (expérience de Fultz) (4/4) • Mouvement ondulatoire par rotation et réchauffement différencié

  22. Circulation dépressionnaire en altitude D A Circulation anticyclonique en surface Les régions polaires Pôle Nord

  23. cellules polaires Résumé ondes des latitudes moyennes cellules de Hadley équateur météorologique

  24. Climatologie des régions tropicales

  25. Z Y X Z’ Y’ X’ L’équateur météo (juillet) : structure nuageuse Coupe verticale ZZ’ Coupe verticale XX’ Coupe verticale YY’ ETE BOREAL • Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT • masse nuageuse «à cheval» sur l’équateur météo • Sur les zones continentales : (Front Inter Tropical FIT sur l’Afrique) • masse nuageuse au sud de l’équateur météo

  26. HIVER BOREAL L’équateur météo (janvier) : structure nuageuse • Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT • masse nuageuse «à cheval» sur l’équateur météo • Sur 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. RR<3mm RR>100mm RR>100mm RR<3mm Les précipitations (juillet)

  28. RR<3mm RR<3mm RR>100mm Les précipitations (janvier)

  29. Zones 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

  30. Conditions anticycloniques, très froid et sec. En été, temps instable et précipitations en périphérie. 75° POLAIRE Été chaud et sec. Hiver pluvieux. Contrôlé par les perturbations extra-tropicales, vents d'ouest dominants. 65° TEMPÉRÉ TEMPÉRÉ 40° 35° 35° MÉDITERRANÉEN Sec en Hiver. Une saison des pluies en été. SUB-TROPICAL aride SUB-TROPICAL aride 20° SAVANE 10° 10° ÉQUATORIAL 0° 0° 10° 10° Désertique, chaud et sec, vents d'est dominants. Deux saisons des pluies. Pluies abondantes et orages. Température élevée et forte humidité. Janvier Juillet Les climats : répartition saisonnière et conditions dominantes

  31. Circulation générale FIN Première diapositive

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