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Météorologie élémentaire

Image satellitaire d'un front chaud et d'une occlusion.

Temps associé aux fronts (II)

Il faut avant tout rappeler que toute description du temps associé aux fronts doit nécessairement se baser sur certains modèles plus ou moins idéalisés. En réalité, ces modèles présentent d'innombrables variantes. Il est cependant possible dans chaque cas particulier de reconnaître ces variantes et de les ramener aux modèles idéalisés.

Le processus physique de formation des nuages frontaux est la détente adiabatique. Celle-ci a pour origine d'une part le soulèvement des masses d'air concernées et d'autre part un mouvement cyclonique des particules d'air.

Les différents types de formations nuageuses que l'on peut rencontrer le long des surfaces frontales, compte tenu du caractère de stabilité ou d'instabilité de l'air chaud sont repris ci-dessous. Les nuages associés aux occlusions résultent de l'interpénétration des nuages qui existaient initialement sur la surface frontale chaude et la surface frontale froide. Les nuages qui se développent éventuellement dans l'air froid antérieur et postérieur (nuage au sein d'une masse d'air) dépendent de l'humidité et du caractère de stabilité de ces masses d'air.

Front chaud

A. Avant le passage du front

L'arrivée d'un front chaud est signalée à des centaines de kilomètres par une couverture de cirrostratus s'épaississant progressivement. Ce voile de cirrostratus évolue en altostratus donnant de temps à autre une faible pluie (ou neige). La base des nuages s'abaisse, les précipitations deviennent uniformes et plus intenses et l'on observe 8/8 de nimbostratus. La zone de pluie peut s'étendre sur une largeur de quelques centaines de kilomètres. La plus forte intensité de pluie - souvent un mélange de pluie et de bruine - est enregistrée dans une bande située immédiatement à l'avant du front (bien visible en hiver).

Une situation particulière se crée lorsque l'air froid est à température négative et lorsque les précipitations quittent l'air chaud sous forme liquide. La pluie est alors surfondue et donne lieu à du verglas.

La visibilité diminue progressivement et atteint sa valeur la plus basse immédiatement à l'avant du front. La vitesse du vent augmente. La pression diminue rapidement.

Si l'air chaud est instable, des cumulonimbus se développent à l'intérieur de la couche de nimbostratus et leurs sommets la surmontent. Les précipitations sont alors irrégulières. La base de ces cumulonimbus se situe au niveau de déclenchement de l'instabilité qui peut coïncider avec la base du nimbostratus mais peut également se situer à un niveau plus élevé. Des orages peuvent éventuellement s'y développer.

B. Au passage du front

Au passage du front, les conditions météorologiques atteignent leurs plus basses valeurs; bruine dense ou pluie (ou neige) modérée; nuages très bas du type stratus. La masse nuageuse stratiforme (Ns-As) peut avoir plus de 6 km (20000 pieds) d'épaisseur, tandis que des cumulonimbus peuvent y être cachés. La zone de givrage peut atteindre plusieurs centaines de mètres d'épaisseur. La visibilité ne dépasse pas 1 à 2 km. La température augmente plus ou moins sensiblement.

Front chaud stable

Front chaud instable

C. Après le passage du front

Conditions typiques d'une masse chaude : stratus bas et mauvaise visibilité. Souvent une bruine faible ou modérée continue à tomber pendant un certain temps après le passage du front.

Les belles éclaircies après le passage d'un frond chaud sont exceptionnelles. L'extension verticale des nuages diminue cependant fortement et présente une structure en couches. Le vent effectue une rotation vers la droite (dans l'hémisphère nord). La température ne varie pratiquement plus.

La saison et la surface sous-jacente jouent un grand rôle dans les conditions du secteur chaud. Ce dernier est refroidi par le bas lorsqu'il arrive sur un continent en hiver; de ce fait, il conserve de mauvaises conditions de visibilité et de plafond. Ce refroidissement peut d'ailleurs entraîner une détérioration sensible de ces conditions.

En été au contraire, le secteur chaud est réchauffé par le bas; les nuages se dissipent rapidement et la visibilité s'améliore; de petits cumulus peuvent se former.

Front froid

A. Avant le passage du front

Le front froid est annoncé à courte distance par des cirrus épars et des bancs d'altocumulus. A mesure que le front s'approche, la nébulosité augmente. Les premières précipitations, le plus souvent sous forme de pluie (de neige), sont enregistrées de temps à autre à environ 100 km avant le front de surface. Bientôt la pluie devient continue, mais irrégulière par suite de la structure cumuliforme des nuages. Le nimbostratus est assez fréquent, mais les cumulonimbus prédominent. Les précipitations les plus intenses s'observent peu avant et pendant le passage du front.

La pression baisse fortement, le vent tourne à gauche (dans l'hémisphère nord), augmente et présente souvent des bourrasques. La visibilité ne change que très peu, ainsi que la température (bien visible en été).

B. Au passage du front

Les conditions atmosphériques sont généralement très mauvaises : averses de pluie (de neige ou de grêle), accompagnées de coups de vent violent. La base des nuages descend fortement suite à l'augmentation des fragments bas, la visibilité se détériore temporairement. Un front froid passe parfois remarquablement vite, si bien que pour un lieu d'observation les phénomènes frontaux peuvent être de courte durée.

Front froid stable

Front froid instable

C. Après le passage du front

L'amélioration du temps est généralement très nette : le ciel se dégage, la base des nuages s'élève, les précipitations cessent et la visibilité augmente très rapidement.

Le vent subit une rotation importante vers la droite (dans l'hémisphère nord), souvent de plusieurs dizaines de degrés. La pression augmente régulièrement.

La différence de température entre les deux masses d'air se manifeste plus clairement au passage du frond froid qu'au passage du frond chaud.

L'amélioration sensible du temps après le passage du frond froid n'est, dans certains cas, que de courte durée. Une nouvelle détérioration peut intervenir par :

- le développement rapide d'une vague (en général du type stable) sur le front froid;

- l'approche rapide d'un creux ou d'un front froid secondaire (souvent observé à l'arrière d'un front froid).

Occlusion

Les phénomènes météorologiques accompagnant une occlusion à caractère de front chaud diffèrent de ceux associés au simple frond chaud par le fait que les précipitations les plus intenses sont enregistrées à quelque distance à l'avant du front en surface et présentent un caractère beaucoup moins régulier : la probabilité d'y rencontrer des cumulonimbus englobés dans la masse nuageuse est élevée.

Dans une occlusion à caractère de front froid, les phénomènes météorologiques sont concentrés dans une zone moins étroite que dans le cas d'un front simple : l'amélioration postérieure au passage du front y est aussi moins rapide.

Ci-dessus, une occlusion à caractère de front chaud. L'arrière se caractérise par un temps plus chaud avec des cumulus et des stratocumulus. Ci-dessous, une occlusion à caractère de front froid. L'avant est plus chaud que l'arrière.

Front stationnaire

Les fronts quasi-stationnaires présentent, en fonction de faibles déplacements, tantôt le caractère d'un front froid, tantôt celui d'un front chaud.

En général un front quasi-stationnaire se manifeste par un temps frontal de longue durée en un même lieu, surtout en ce qui concerne les plafonds bas et la mauvaise visibilité. La zone de givrage est importante.

La situation géographique de l'Europe occidentale entraîne la stagnation fréquente du front polaire sur nos régions (ou au nord de nos régions) pendant la saison d'hiver. Il en découle de forts contrastes régionaux, tandis qu'on peut observer des chutes de neige ou de pluie congelante dans une zone qui peut atteindre une largeur de 100 km ou plus, le tout accompagné de vent parfois violent ayant, au nord du front, une composante Est et une composante Ouest au sud.

Troisième partie

Les perturbations

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