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Météorologie élémentaire

Les perturbations (III)

Les perturbations atmosphériques sont des phénomènes ondulatoires qui prennent naissance sur les grandes surfaces de discontinuité atmosphériques tel que le front polaire.

Nous allons décrire schématiquement l'évolution complète d'une telle perturbation sans entrer dans l'explication des causes de transformations subies; ces causes ne sont d'ailleurs pas toutes connues actuellement.

Evolution type d'une perturbation cyclonique

A. Premier stade

Un front quasi-stationnaire est situé dans une région de pressions relativement basses entre deux zones de hautes pressions. Les coupes montrent la disposition relative des masses d'air de part et d'autre de ce front.

B. Deuxième stade

Pour une raison inconnue à ce jour, on constate la formation d'une onde instable sur le front quasi-stationnaire initial. En même temps que cette ondulation, apparaît une petite zone de basses pressions; de ce fait, les trajectoires de l'air froid et de l'air chaud, parallèles au front dans le premier stade, s'incurvent autour de la dépression formée. Il en résulte un accroisssement de vitesse de l'air chaud et une diminution dans l'air froid. Au nord de la dépression l'air chaud est repoussé en altitude.

Dans les stades suivants, l'onde continue à s'amplifier tandis que la dépression se creuse de plus en plus.

C. Troisième stade

L'ondulation s'amplifie de plus en plus et la zone de basses pressions se creuse progressivement. La coupe BC montre la poussée d'air chaud en altitude au nord du sommet de la perturbation.

D. Quatrième stade

La perturbation est complètement développée.

E. Cinquième stade

Le front froid rejoint progressivement le frond chaud et l'air chaud est rejeté en altitude; la perturbation commence à s'occlure.

On aura occlusion à caractère de front froid ou de front chaud en fonction des températures relatives de l'air froid antérieur et postérieur.

On reconnaît en bas à droite une occlusion à caractère de front froid (coupe CD à gauche) et une occlusion à caractère de front chaud (coupe CD à droite).

F. Sixième stade

Le phénomène d'occlusion se poursuit et l'occlusion s'enroule autour de la zone de basses pressions; les surfaces de discontinuité se frontolysent tandis que la dépression commence à se combler.

Ces deux illustrations permettent de comparer une occlusion à caractère de front froid (à gauche) à une occlusion à caractère de front chaud (à droite). On constate dans les deux cas que l'air chaud est rejeté en altitude.

F. Sixième stade

L'occlusion disparaît et le front quasi stationnaire initial reprend progressivement ses caractéristiques d'origine. La masse d'air inférieur est formée d'un mélange d'air froid et d'air chaud.

Remarque.

Il est bon de rappeler que l'évolution d'une perturbation telle que décrite ci-dessus se produit au cours du déplacement. Pour fixer les idées, disons que l'ondulation prend naissance sur l'Atlantique Ouest et atteint les côtes d'Europe au cinquième ou au sixième stade.

Le processus qui conduit à la formation ou à l'augmentation d'intensité d'un front est appelé "frontogénèse"; le processus inverse est la "frontolyse".

H. Front froid secondaire

Une invasion d'air très froid à l'arrière d'une perturbation peut entraîner la formation d'un nouveau frond froid dont les caractéristiques sont identiques à celles d'un front froid ordinaire.

Cette invasion d'air très froid provient en général d'une descente d'air arctique entraîné dans la circulation autour de la zone de basses pressions.

Phénomènes associés à une perturbation

Cas d'école

La figure présentée ci-dessous, que vous pouvez agrandir, donne une représentation graphique de la configuration verticale et horizontale des phénomènes associés à une perturbation classique. Ce schéma est bien sûr théorique.

Tableau récapitulatif

Le tableau suivant donne une récapitulation de l'évolution des diverses variables météorologiques au passage de cette perturbation.

Phénomènes

Devant le front chaud

Sur le front chaud

Dans le secteur chaud

Sur le front froid

Derrière le front froid

Pression

Chute constante

Chute interrompue

Stationnaire ou chute lente

Hausse brusque

Hausse lente et régulière.

Vent

Direction S-O tournant lentement vers le SSO (parfois SSE).

Vitesse augmentante

Vent devient irrégulier en direction et vitesse.

Veering au passage du front vers SO à O

Direction plus ou moins constante (SO à O)

Tourne brusquement au NO. 

Souffle en rafales

Tourne progressivement vers le N puis retourne vers le NO

Température

Hausse lente

Hausse sensible mais pas très brusque

Constante

Baisse brusque.

Constante ou en baisse très lente.

Humidité relative et point de rosée

Augmentation lente

Augmentation rapide

Change peu, l'air peut être saturé

Diminue brusquement

Variable d'après les conditions synoptiques à l'arrière du front froid

Nuages

Successivement Ci, Cs, As avec Fs dans les précipitations

Ns et Fs

Brouillard ou stratus bas

Cb et gros Cu avec Ns et Fs

Bancs d'Ac, Cu et Cb ensuite

Précipitations

Successivement précipitations en altitude puis pluie ou neige (selon température)

Forte pluie ou neige (sleet) qui s'arrête peu après le passage du front

Parfois bruine (aiguilles de glace en hiver)

Fortes averses, de pluie, neige, grêle ou grésil

Averse de pluie ou de neige et éclaircies

Visibilité

Bonne mais diminue à l'approche du front

Médiocre

Médiocre ou mauvaise

Médiocre

Très bonne sauf dans les averses

Conditions associées à une perturbation réelle

Dans la réalité, la configuration d'une perturbation présente presque toujours des différences, parfois très sensibles, par rapport au schéma classique. Ces différences sont dues aux interférences entre divers phénomènes qui s'additionnent ou se contrecarrent. 

Les variables météorologiques obéissant aux lois de la thermodynamique (dont l'effet papillon fait partie) et bien d'autres, il est aisé de comprendre qu'une prévision précise à 100% pour un instant et un lieu donné est impossible à obtenir car nous ne connaîtrons jamais totalement l'état de l'atmosphère à un instant donné, certainement pas pour l'ensemble de la Terre et pas même pour un continent, les protocoles de mesures étant incomplets par la force des choses.

A consulter : Conditions de vol dans la zone d'une perturbation

Interprétation de la situation météorologique du 26 juillet 2003 à 1200z. La photographie [2] de gauche prise en lumière visible par le satellite géostationnaire METEOSAT montre une perturbation sur l'Europe occidentale nous apportant des nuages élevés et relativement peu de précipitations. Au centre, l'image infrarouge prise à la même heure traitée en fausses couleurs par Météo France fait ressortir les nuages bas (gris) qui n'apparaissent pas tous sur l'image en lumière visible du fait de leur faible densité et de leur température proche de celle de la surface au-dessus de laquelle ils évoluent. A droite, la carte synoptique analysée et superposée à l'image infrarouge. Tous ces documents ainsi que des animations étalées sur plusieurs jours sont disponibles quotidiennement en ligne (avec des interruptions les jours fériés) sur les sites de MetOffice, Météo France ou USAFE OWS.

Prochain chapitre

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[2] La réception des images satellite est accessible aux amateurs modestement équipés. Consulter le dossier rédigé à ce sujet.


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