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Influence du relief sur le vent synoptique Le déplacement de l'air à proximité du sol est fortement influencé par les aspérités de la surface; tout obstacle entraîne l'apparition de mouvements désordonnés (turbulence) qui peuvent s'organiser et former des tourbillons à l'axe horizontal ou vertical. L'épaisseur de la couche ainsi perturbée est essentiellement variable en fonction de la vitesse du vent et de la configuration de la surface. Outre les modifications de direction des filets d'air, les obstacles jouent un rôle de semi-venturi qui se traduit par une augmentation de la vitesse du vent. De plus, l'effet venturi entraîne une augmentation de la pression dynamique de l'air qui provoque une diminution de la pression statique (pour les pilotes cela entraîne une surestimation de l'altitude indiquée par l'altimètre). Lorsque de l'air en mouvement rencontre un obstacle (une montagne par exemple), une partie des filets d'air tend à la contourner tandis que l'autre partie est forcée de s'élever. Sur le versant au vent apparaissent donc des mouvements ascendants relativement réguliers. On considère généralement que la vitesse verticale augmente avec la pente; toutefois, si la pente est supérieure à 40° un tourbillon à axe horizontal se développe au pied de la montagne de telle sorte que l'angle de déviation des filets demeure inférieure à 40°.
Au sommet du relief la vitesse augmente par effet venturi. Sur le versant sous le vent, on observe un mouvement rabattant les courants vers le flanc de la montagne, la composante verticale de la vitesse du vent étant évidemment dirigée vers le bas.
Un relief isolé donne naissance à des mouvements verticaux plus faibles qu'une chaîne de montagnes de même profil. En effet, la majeure partie des filets d'air contourne un obstacle isolé contrairement à une chaîne de montagnes au-dessus de laquelle pratiquement tous les filets d'air sont forcés de s'élever. La zone d'influence d'un relief atteint 1/3 de sa hauteur pour un relief isolé et de 4 à 5 fois la hauteur moyenne pour une chaîne de montagnes. Dans le sens horizontal, on peut considérer que les filets d'air commencent à s'infléchir vers le haut sur le versant du vent à une distance donnée par la formule :
dont l'application apparaît mieux dans l'illustration suivante :
Sous le vent du relief, la région d'influence est essentiellement variable compte tenu notamment d'une formation possible d'ondes et de l'influence d'éventuels reliefs successifs. Ce phénomène est par exemple exploité dans le cadre du vol à voile où les pilotes tirent partie des ascendances dues au relief. Brise de pente Durant la journée toute pente exposée est réchauffée par rayonnement solaire. L'air en contact avec la surface de la pente est à son tour réchauffé alors qu'au même niveau mais à une certaine distance de la pente, la température de l'air ne varie pratiquement pas. L'air plus chaud, donc plus léger, remonte la pente : c'est le vent anabatique. Il est remplacé par de l'air qui, à l'origine, se trouvait à une certaine distance de la pente. Après un certain temps, une circulation fermée s'établit. La nuit, une circulation inverse s'organise en raison du refroidissement du sol. La brise de pente porte alors le nom de vent catabatique.
Brise de vallée La brise de pente existe évidemment aussi sur les deux flancs d'une vallée. De ce fait, l'air chaud remontant les pentes converge, à un certain niveau, vers l'axe de la vallée qui se remplit ainsi progressivement d'air chaud. Ce réchauffement est d'autant plus important que les crêtes entourant la vallée sont plus élevées. La vallée se remplit ainsi d'air chaud jusqu'à hauteur des crêtes adjacentes. Le sommet de la couche d'air chaud atteint une altitude qui s'élève en même temps que l'altitude des crêtes. En considérant une surface horizontale à l'intérieure de la vallée, on constate l'existence d'un gradient de pression dirigé dans le même sens que l'élévation de la crête. Ce gradient est à l'origine d'un mouvement d'air dans la vallée appellée brise de vallée. Il est important de noter que le sens de cette brise dépend de l'inclinaison des crêtes et non pas de celle de l'axe de la vallée. Ces inclinaisons sont généralement montantes pendant la journée. Elles sont descendantes ou d'aval dans les vallées qui présentent une inclinaison inverse de celle des crêtes adjacentes, comme c'est par exemple le cas dans la vallée de Maloggia près de Saint Moritz.
La circulation de pente étant inversée au courant circulant la nuit, la brise de vallée est à son tour inversée. La brise de vallée tout comme la brise de pente sera d'autant plus importante que les pentes seront mieux exposées au Soleil. Enfin, la rotation de la Terre (force de Coriolis) est sans effet sur la direction de la brise de vallée qui, pour des raisons purement dynamiques, coïncide avec la direction même de l'axe de la vallée. Brise de mer et brise de terre Nous avons vu à propos de la température que la terre s'échauffe et se refroidit beaucoup plus rapidement que la mer. Ce phénomène induit plusieurs effets : durant la journée la terre est plus chaude que la mer et inversement la nuit. Les mêmes effets se produisent également en fonction des saisons mais à une échelle plus grande et donc moins apparente (en hiver, la terre est plus froide que la mer; en été la mer est plus froide que la terre). Comment explique-t-on cet effet ? Durant la journée, le sol relativement chaud donne naissance à des mouvements de convection thermique dans les basses couches. Ces mouvements ascendants sont évidemment compensés dans les basses couches par des mouvements horizontaux dirigés de la mer vers la terre, d'où l'apparition d'une brise de mer. Durant la nuit, le phénomène inverse se produit, la mer libérant sa chaleur plus lentement que la terre.
Documents La Chaine Météo Ces deux phénomènes s'observent entre le sol et 150 m de hauteur environ, dans une bande dépassant rarement 15 km de part et d'autre de la côte. La vitesse du vent au sol ne dépasse jamais 20 km/h (8 à 10 noeuds). Il faut noter à propos des brises de mer et de terre que le phénomène est moins marqué la nuit que durant la journée. En effet, le refroidissement se propage beaucoup moins vite que le réchauffement puisque la masse d'air devient plus stable à mesure qu'elle se refroidit. 3eme partie
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