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Les courants aeriens , en meteorologie , sont des mouvements atmospheriques horizontaux ou verticaux localises, principalement dus a des differences de pression ou de temperature concentrees ou a des contraintes physiques du relief. A petite et moyenne echelle, les courants aeriens peuvent etre produits dans les trois dimensions, alors qu'a l' echelle synoptique ces courants sont generalement horizontaux (courants-jets). Il est a noter que l'existence de courants aeriens ne se limite pas a la troposphere mais se retrouvent dans la stratosphere et la mesosphere ^{[ 1 ]} .

Courants horizontaux [ modifier | modifier le code ]

Un ecart dans la pression atmospherique provoque un deplacement d'air et genere le vent. La force de Coriolis devie ce mouvement de l'air, vers la droite dans l' hemisphere nord et la gauche dans celui du sud, ce qui rend les vents paralleles aux isobares sur une carte de pression en altitude. C'est ce qu'on appelle le vent geostrophique .

Les differences de pression dependent, quant a elles, de la temperature moyenne dans la colonne d'air. Comme le Soleil ne rechauffe pas la Terre de facon uniforme, il y a une difference de temperature entre les poles et l' equateur , ce qui cree des masses d'air ayant des temperatures plus ou moins homogenes selon la latitude. Les differences de pression atmospherique sont aussi a l'origine de la circulation atmospherique generale alors que les masses d'air sont separees par des rubans ou la temperature change rapidement. Ce sont les fronts . Le long de ces zones, des vents plus importants se forment en altitude. Il s'agit des courants-jets qui peuvent atteindre une vitesse de plusieurs centaines de kilometres a l'heure, et qui peuvent s'etendre sur des milliers de kilometres de longueur, mais qui peuvent n'avoir que quelques dizaines ou centaines de kilometres de largeur ^{[ 2 ]} .

En surface, la friction due au relief et aux autres obstacles ( edifices , arbres , etc.) peut contribuer a un ralentissement et/ou a une deviation du vent. On obtient ainsi un vent plus turbulent dans la couche limite atmospherique . Ce vent pourra etre canalise par des retrecissements, comme des vallees ^{[ 3 ]} . Ce vent pourra aussi etre souleve le long des pentes des montagnes pour donner des courants aeriens locaux.

Courants verticaux [ modifier | modifier le code ]

Les courants verticaux sont causes par deux phenomenes : le soulevement par mouvement vertical mecanique de la masse d'air, ou les mouvements de convection donnant des courants ascendants et subsidents (voir aussi Ascendance (meteorologie) et subsidence (meteorologie) ).

Forcage mecanique [ modifier | modifier le code ]

Dans une masse d'air en deplacement, des mouvements verticaux se produisent lorsqu'il y a convergence entre un niveau et divergence avec un autre. Par exemple, lorsque nous sommes pres du courant-jet, les vents augmentent lorsque son cœur s'approche d'une region et diminuent lorsqu'il s'en eloigne, ce qui fait qu'on aura des zones ou l'air s'accumule et doit descendre, alors que pour d'autres zones, il y a une perte et un appel d'air, fait des couches plus basses. Ces courants ascendants ou descendants seront relativement diffus.

D'autre part, les obstacles tels que les montagnes forcent l'air a monter ou a descendre, parfois tres rapidement. Comme les obstacles sont tres localises, ces courants vont affecter des zones tres limitees, et vont donc former des corridors ^{[ 4 ] , [ 5 ]} . L'atmosphere est remplie de zones de mouvements mecaniques, que l'on peut retracer aux equations primitives atmospheriques , qui expliquent les courants verticaux.

D'origine thermique [ modifier | modifier le code ]

L'air qui s'eleve voit sa pression diminuer, et par consequent sa temperature. Si le mouvement ascensionnel est assez rapide, on peut considerer que le volume d'air qui s'eleve n'echange pas de chaleur avec l'air environnant. Autrement dit, il subit une transformation adiabatique . Dans ces conditions, et selon la loi de compression et detente adiabatique , sa temperature decroit. Le taux de decroissance varie selon que le volume d'air souleve est sature en vapeur d'eau (~0,6°/100  m ) ou pas (~0,98°/100  m , selon l'altitude).

Ainsi une parcelle d'air soulevee subira une poussee d'Archimede si elle devient d'une densite differente de celle de l'environnement a son nouveau niveau. Cela se traduit de deux facons ^{[ 6 ]}  :

• si le gradient de temperature vertical de la masse d'air ambiante (variation de temperature par unite de deplacement vertical) est inferieur a celui de la parcelle, tout volume d'air qui commence a s'elever, se retrouve dans une masse d'air plus chaude que lui et donc moins dense . Le volume d'air va ainsi redescendre a son point initial et la masse d' air est globalement stable . Aucune ascendance thermique ne peut se former en son sein ;
• si au contraire le gradient de temperature de l'air ambiant est superieur a celui de la parcelle, tout volume d'air qui commence a s'elever se retrouve, malgre sa baisse de temperature, dans une masse d'air plus froide (donc plus dense) que lui. Il subit donc une poussee vers le haut et continue son ascension jusqu'a ce qu'il atteigne un niveau ou l'environnement est plus froid. On a donc une masse d' air instable dans ce cas.

La moindre turbulence ou rechauffement dans une masse d'air instable genere une ascendance thermique. Ceci peut se produire par un rechauffement diurne au sol ou en tout temps en altitude. On peut meme y arriver par un soulevement mecanique de la masse d'air, en autant que l'air souleve devienne instable par rapport a l'environnement. Ce courant ascendant, du a l'instabilite thermique, est responsable des nuages convectifs comme les cumulus de beau temps et les cumulonimbus d' orages . En absence d'humidite, ces courants ascendants ne sont pas visibles mais se produisent quand meme et donnent lieu aux thermiques et a la turbulence diurne.

D'un autre cote, dans les orages, l'air sec et plus frais venant des niveaux moyens peut s'engouffrer dans le nuage et etre plus froid que l'air de ce dernier. Il se met donc a descendre et donne un courant descendant qui peut mener a des rafales descendantes causant des dommages.

Importance [ modifier | modifier le code ]

L'etude des courants aeriens est le domaine de la meteorologie . Il est important de les reperer et de les prevoir dans tous les domaines qui sont sensibles au vent. En particulier pour :

• les planeurs , et la pratique du vol a voile  ;
• l' aviation de plaisance et commerciale ;
• la navigation .

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Gradient thermique adiabatique

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