Transcript force de Coriolis

2011 Formation en météorologie
Lecture facultative : Ahrens 2009, Meteorology Today,
pp. 205-221; 259-285
Quelques remarques à propos du vent sur
les cartes météo

L : dépression ou cyclone
extra-tropical
 Les vents y tournent en
sens anti-horaire
(hémisphère Nord) …
pourquoi ?

H : anticyclone
 Les vents y tournent en
sens horaire (hémisphère
Nord) … pourquoi ?

Les vents croisent les
isobares en surface et
sont parallèles à celles-ci
en altitude … pourquoi ?
SCA-2611 Introduction à la météorologie
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Physique élémentaire : vitesse et forces

Plus les contours sont rapprochés, plus les vents
sont forts … pourquoi ?
température
pression
-5
-4
Point de
rosé
Couverture
nuageuse
Direction et
vitesse du
vent
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Physique élémentaire : vitesse et forces

Qu’est-ce que la vitesse d’un objet ?
 Distance parcourue dans un temps donné, ET…
 La direction dans laquelle l’objet se déplace

En physique, lorsque la vitesse d’un objet change
(en grandeur et/ou en direction), on dit qu’il y a
accélération. Il y a accélération lorsque :
 Seulement la direction change, ou
 Seulement la grandeur change
 Ou les deux changent
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Physique élémentaire : vitesse et forces

Toute accélération d’un objet est le résultat d’une force
agissant sur l’objet (si aucune force n’agit, la vitesse de
l’objet restera constante et en grandeur, et en direction)

Donc si un objet va plus vite, ou s’il va moins vite, ou s’il
change de direction, il est accéléré, et cela est dû à une
force agissant sur lui

La direction et la vitesse du vent dépend donc de la
nature des forces agissant sur l’air
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Les forces agissant sur le vent
Force du gradient de pression
 Force de Coriolis
 Force centripète
 Force de friction

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La FGP et la force du vent

Les isobares rapprochées
correspondent à de forts
vents

Les isobares plus lâches
correspondent à des vents
plus faibles
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Force de Coriolis

La FGP est la cause d’origine du vent

Dès que l’air se met à bouger à cause de la FGP,
il est immédiatement dévié de sa course par la
force de Coriolis
SCA-2611 Introduction à la météorologie
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Force de Coriolis
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Force de Coriolis

La force de Coriolis sur un objet se déplaçant audessus d’une Terre en rotation dépend de
 La vitesse de l’objet
 La latitude de l’objet

La force de Coriolis ne change que la direction du
vent, jamais la vitesse
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Effet de la vitesse
Effet de la latitude
Pourquoi le vent en altitude est-il parallèle
aux isobares ?
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Vent géostrophique

Lorsque le vent est à l’équilibre entre la FGP et la
force de Coriolis, il souffle à vitesse constante et
dans la même direction, et se nomme vent
géostrophique (géo : Terre ; strophos : tournant)

Le vent est purement géostrophique le long
d’isobares rectilignes
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
Le vent géostrophique en altitude peut être estimé
comme suit :
• Direction : parallèle aux isobares
• Vitesse : inversement proportionnelle à l’espacement des isobares
(rapprochées = vents forts; éloignées = vents faibles)
• Donc : même en l’absence de mesures directes du vent, le vent
réel peut être estimé (à 10% près) par les mesures de pression
seulement.
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Force centripète
Les isobares des cartes météo ne sont pas seulement rectilignes, mais
présentent très souvent une courbure plus ou moins importante.
 La courbure des isobares cause un déséquilibre entre la force du
gradient de pression et la force de Coriolis, causant à son tour un
changement dans la direction du vent.
 La force nette se nomme force centripète, puisqu’elle agit vers le
centre du système afin de changer la direction du vent.

SCA-2611 Introduction à la météorologie
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Force de friction

La surface de la Terre, avec toutes ses
irrégularités et sa topographie variée, cause
une force de friction importante sur le vent,
qui se fait sentir typiquement jusqu’à 1000m
d’altitude.

Cette couche de l’atmosphère dans laquelle
l’effet de la surface terrestre est notable se
nomme la couche limite planétaire.

La force de friction cause une diminution de la
vitesse du vent, et donc de la force de
Coriolis.

Il s’ensuit une domination du gradient de pression sur la force de Coriolis, qui
amène le vent à tourner vers les basses pressions de sorte que la direction du vent
croise les isobares vers les basses pressions selon un angle d’environ 30° en
moyenne.
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Force de friction

Autour d’une dépression en
surface, le vent tourne donc
dans le sens anti-horaire
dans l’hémisphère Nord
(horaire dans l’hémisphère
Sud) et converge vers son
centre.

Autour d’un anticyclone en
surface, le vent tourne dans
le
sens
horaire
dans
l’hémisphère Nord (antihoraire dans l’hémisphère
Sud) et diverge de son
centre.
SCA-2611 Introduction à la météorologie
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



La convergence des vents de surface autour d’une dépression
provoque l’ascension de l’air au centre
Vers 5-6km d’altitude, cet air commence à diverger.
La pression centrale de la dépression changera si la convergence en
surface n’est pas égale à la divergence en altitude
Le développement d’une dépression dépend donc du déséquilibre
entre la convergence de surface et la divergence d’altitude
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Résumé : Les forces

Force du gradient de pression
 Produite par la différence de pression due à une différence de
température

Force de Coriolis (force apparente)
 Dévie la circulation atmosphérique vers la droite dans l’hémisphère
nord à cause de la rotation de la terre.

Force centripète
 Force nette dirigeant le vent vers l’intérieur des systèmes de basse et de
haute pression.

Friction
 Frottement dû à la surface de la terre.
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Résumé : Les forces
Nord
CIRCULATION
HORIZONTALE
CIRCULATION VERTICALE
C
900 mb
904 mb
908 mb
Force du gradient de pression
Force de Coriolis
Vent de horizontal
A
C
Gradient de pression
A
1. La vitesse du vent est proportionelle au gradient de pression.
2. La forces centripète dirige le vent vers l’interieur du cyclone et
vers l’extérieur de l’anticyclone.
3. La force de friction va réduire la vitesse du vent.
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