Le vent
L'élément qui nous permet
de respirer quand on en a besoin mais qui peut s'avérer un élément
mortel ; l'exemple le plus frappant est la tempête du 26 Décembre
1999 où le vent a atteint 154 km / h à Paris .
Je vais donc donner une définition théorique
du vent puis vous expliquer ses caractéristiques et enfin je conclurai
par les différents types de vent existant en France et dans le monde
.
1 ) Définition
2 ) Caractéristiques
du vent ( force de Coriolis, force de pression, échelle de Beaufort )
a ) Le vent géostrophique ( loi de Buys-Ballot )
c ) Le vent solaire
e ) Le coefficient de pénétration
3 ) Les différents types de vents
que nous pouvons rencontrer
a ) En France
b ) Dans le monde
c ) Le jet-stream ou courant-jet
4 ) Comment mesurer la vitesse
du vent et la direction du vent ?
5 ) Les records
1 ) Définition
Le vent est de l'air qui se déplace des anticyclones
( hautes pressions ) vers les dépressions ( basses pressions ) ;
le vent "coule" comme une rivière dévalerait une pente d'une
montagne ; du coup, plus la pente est raide, plus l'eau coule vite ; c'est
la même chose pour le vent : plus la différence de pression
est grande, plus le vent souffle fort ;
nous parlons de cisaillement ( ou sautée de vent )lorsque la variation de l'intensité
de la vitesse du vent et la variation de l'intensité de la direction du vent
varient fortement en altitude .
Par exemple, lors de la tempête du 26 Décembre,
il y avait une dépression dont le centre atteignait 950 hPa et une
autre dépression dont le centre atteignait 1000 hPa ; d'où le vent
très fort qui circulait à ce moment là .
Voyons d'un peu plus près les caractéristiques du vent .
2 ) Caractéristiques
du vent
Le vent possède des caractéristiques bien
précises ; il y a en fait 2 types de vent : le vent géostrophique
et le vent au sol ( le vent tel que nous le ressentons ) .
a
) Le vent géostrophique
Le vent géostrophique Vg concerne les hautes altitudes
et est composé de deux forces la force de Coriolis Fc et la force
de pression Fp comme indiquées sur les schémas ci-dessous :
Le vent géostrophique découvert par le mathématicien physicien français Pierre Simon Laplace ( 1749-1827 ) est une assez bonne approche de la vitesse du vent telle que nous le ressentons : le vent géostrophique se calcule à partir d'une carte d'isohypses ( même altitude ) et de la loi de Laplace :
Vg = ( g / f ) ( dz / dl )
g : intensité de pesanteur en m.s-2
f : paramètre de Coriolis non nul qui vaut 2.omega.sin.F
omega : vitesse angulaire de rotation de la Terre en
rad.s-1 : 0,73.10-4
F : latitude du point considéré en °
dz : différence d'indice entre 2 isohypses
dl : distance entre deux isohypses en mètre
Sachez que le vent géostrophique est toujours tangent aux isohypses et même aux isobares ( lignes d'égales pressions ) selon la loi de Buys-Ballot ( météorologiste néerlandais 1817-1890 ) ; et est, si vous avez réussi à faire le calcul, 1,5 fois supérieur à la vitesse du vent ressenti .
Le vent thermique noté Vt est une approximation du vent géostrophique et est définie de la manière suivante :
Vt = Vgs - Vgb
Vgs : vent géostrophique au niveau de pression Ps
Vgb : vent géostrophique au niveau de pression Pb
Or, la direction du vent géostrophique est dépendant de la composante z d'un repère élaboré par des vecteurs orthogonaux ( x,y,z )
De plus, la loi de Laplace s'écrit dP = -pag dZ
d'où Zb-Za = [(Ra.Tvm)ln(Pb/Ps)] / g
Zb : altitude b
Za : altitude a
pa : masse volumique de l'air sec
Ra : constante spécifique du gaz en présence d'un air sec
Tvm : température virtuelle
g : norme du champ de pesanteur
D'où Vt = [(Raln(Pb/Ps))( k vectoriel grad(Tvm )] / f
Après détermination de la vitesse de vent
au sol, il ne reste plus qu'à indiquer dans votre prévision
météorologique la force associée à la vitesse
du vent ; c'est pour cela que je vous rappelle l'échelle anémomètrique
( parce que nous mesurons la vitesse du vent avec un anémomètre
) de Beaufort ( créée par l'amiral anglais, François Beaufort en 1802 ) :
| Force | Vitesse du vent ( km / h ) | le temps en mer | le temps à l'intérieur des terres |
| 0 | <1 | la mer ne bouge pas d'un poil . | les fumées des usines s'élèvent normalement |
| 1 | 1 à 7 | de petites vaguelettes apparaissent sur l'eau . | les girouettes ne bougent pas ; les fumées des usines sont légèrement déviées de leur trajectoire . |
| 2 | 8 à 12 | les vagues atteignent 20 cm de hauteur . | les feuilles et la girouettes commencent à bouger . |
| 3 | 13 à 20 | les vagues atteignent 60 cm de hauteur . | les drapeaux se déploient . |
| 4 | 21 à 30 | les vagues atteignent 1 m de hauteur . | les feuilles se baladent dans le ciel . |
| 5 | 31 à 41 | les voiles sont gonflées . | les grandes branches des arbres commencent à bouger . |
| 6 | 42 à 50 | les vagues peuvent atteindre 3 m de hauteur . | les fils électriques et les fils téléphoniques bougent . |
| 7 | 51 à 61 | les vagues atteignent 4 m de hauteur . | la marche face au vent devient difficile ; les parapluies se retournent . |
| 8 | 62 à 76 | les vagues peuvent atteindre 6 m de hauteur . | le vent souffle en tempête ; la marche face au vent quasi impossible . |
| 9 | 77 à 88 | les vagues atteignent 8 m de hauteur . | les cheminées des maisons sont emportées . |
| 10 | 89 à 104 | les vagues atteignent 10 m de hauteur . | les arbres commencent à être déracinés . |
| 11 | 105 à 120 | les vagues atteignent 12 m de hauteur . | les dégâts n'épargnent quasiment personne . |
| 12 | plus de 120 |
les vagues peuvent atteindre 15 m de hauteur . |
un véritable ouragan . |
Fluide assimilé à un plasma formant un espace ( atmosphère du soleil ) dans lequel se trouve la Terre et son atmosphère .
En électromagnétisme des milieux, le plasma de température T = 50 000 K ( T = 50 275,25 °C ) est constitué d'hydrogène sous forme de protons et d'électrons émis par la couronne solaire avec :
-Une vitesse d'environ 200 km / s
-Une densité de 10 en moyenne dans un volume équivalent à 1 cm cube : une très faible concentration de particules permettant des transferts énergétiques uniquement par échanges radiatifs .
Crée par le météorologiste ANGOT, c'est une indication de l'évolution du vecteur vent à chaque altitude . Elle tient compte des paramètres suivants :
-Pression atmosphérique ( seulement les valeurs supérieures ou égales à 1015 hPa ) .
-Précipitations ( si quantité équivalente à 0 mm ) .
-Nébulosité moyenne de la journée .
-Pas de Stratus présents à 15h UTC .
-Vent moyen inférieur ou égal à 30 km / h .
e ) Le coefficient de pénétration
Les véhicules qu'ils volent ( avions ), qu'ils flottent ( bateaux ) ou qu'ils roulent ( voitures ) subissent les effets de la vitesse du vent apparent ( vitesse dépendant de la vitesse des véhicules par rapport à la direction du vent et à la vitesse du vent ) .
Ainsi, nous mettons en évidence le coefficient de pénétration dans l'air d'un corps ( noté Cx ) qui ne dépend que de la forme du corps dans l'espace : plus le Cx diminue, plus la résistance de l'air diminue et moins nous consommons de l'énergie .
Nous en avons un parfait exemple sur la manière de courir qui fait que nous pourrons parcourir une distance plus ou moins grande .
Un autre exemple concerne les voitures de formule 1 dont les concepteurs modifient l'éerodynamisme pour que l'air circule plus facilement au sein des véhicules et diminuer ainsi les consommations en essence .
Continuons dans les
courses avec en altitude une concentration en molécules d'air moins importante
diminuant la résistance de l'air : c'est pour ça que la plupart des records
du moindre dans le domaine du sport sont battus en altitude comme en cyclisme
à La Paz ( Bolivie ) .
Autan noir : souffle d'Est en Ouest entre le Massif Central et les Pyrénées ; apporte des orages l'été .
Mistral : vent de Nord-Est puis très rapidement de Nord qui souffle très fort en Méditerranée ( jusqu'à 160 km / h parfois ) après le passage d'une perturbation .
Tramontane : vent de Nord-Ouest qui souffle du Massif Central très fort pendant l'hiver .
b ) Dans le monde
Alizés Est ou easterlies : ce sont des vents chauds et
plus ou moins humide selon les tropiques qui soufflent uniquement au niveau
de l'équateur ou plus précisément la Zone de Convergence
Intertropical ( ZCI ) .
Les Alizés sont responsables avec l'air froid continental de pluies torrentielles dans le Sud de l'Inde pendant les moussons ( Décembre-Février et Juin-Août ) ; ce vent souffle de l'Est vers l'Ouest .
Alizés Ouest ou westerlies : même définition sauf que ce vent souffle de l'Ouest vers l'Est .
Harmattan : vent sec soufflant du Sahara vers les côtes du Sud-Ouest de l'Afrique ; est à l'origine lors de sa rencontre avec l'Alizé de l'Océan Atlantique de fortes précipitations pouvant entraîner des inondations catastrophiques . Ces fortes précipitations ont lieu pendant les moussons ( Décembre-Février et Juin-Août ) .
Les Quarantièmes rugissants : nous employons ce terme pour parler de la course de voiles autour du monde ; c'est un vent d'Ouest très froid qui souffle dans les mers australes .
Le Shamal : en arabe, "shamal" veut dire "Nord" ; c'est un vent du golfe Persique qui souffle très fort pendant quelques jours après le passage d'un talweg ( ligne orageuse ) ; en hiver, des dépressions en Méditerranée naissent et essaient d'atteindre le Golfe Persique tout en "entrant en collision" avec l'anticyclone confortablement installé et qui ne bouge jamais ; en été, la Mousson Indienne génère de nombreuses dépressions ; été comme hiver, le gradient de pression augmente, l'écoulement de l'air des hautes couches de l'atmosphere aussi ; du coup, le vent souffle très fortement et provoque un temps sec ; un peu comme le Mistral en France .
c ) Le jet-stream ou courant jet
Vent particulier ( c'est pour cela que je le traite à part ) parce que circulant à près de 12000 mètres d'altitude . Ce vent a la particularité de souffler fort ( 500 km / h ), ce qui est logique puisque ce vent est le résultat de la rencontre les vents polaires ( vent provenant des pôles ) et les vents d'Ouest qui donnent les westerlies ( vent de Nord-Ouest pour l'hémisphère Sud et vent de Sud-Ouest pour l'hémisphère Nord ) .
4 ) Comment mesurer la vitesse
du vent et la direction du vent ?
La vitesse du vent est mesurée par 3 instruments
météorologiques .
-L'anémomètre
L'anémomètre a été inventé par le physicien anglais Robert Hooke ( 1635-1703 ); c'est un anémomètre utilisé par les marins pour mesurer la vitesse du vent quand ils sont en mer ou même par des particuliers : vous pouvez vous balader avec votre anémomètre dans votre poche .
-Les manches à air
Utilisé dans l'aéronautique pour que les pilotes repèrent la vitesse du vent, les manches à air sont les instruments météorologiques les plus rentables ( parce que peu coûteux ) ; Comment ça marche ? si le manche est déployé comme ci-dessus, la vitesse du vent est de 50 km / h ; par contre, si le manche à air est entièrement déployé, la vitesse du vent peut dépassée facilement les 90 km / h .
-La sonde
Envoyé dans le ciel pour mesurer la vitesse du
vent ( ainsi que d'autres paramètres météorologiques
) par l'intermédiaire d'un ballon gonflé à l'hélium .
-Le théodolite
Idéal pour mesurer la vitesse du vent en altitude : il suit la trajectoire du ballon sonde tout en déterminant son angle de déviation de sa position initiale, sa vitesse de déplacement .
En France : 320 km / h au sommet du Mont Ventoux .
Dans le monde : 410 km / h au Mont Washington ( États-Unis ) .
NB : ce sont des vitesses de vent mesurées ; dans
la réalité, la vitesse du vent peut aller au-delà
des 500 km / h !! or aucun instrument météorologique à
l'heure actuelle ne peut mesurer ces vitesses de vent .
Le vent, plus précisément sa vitesse, nous permet de déterminer des prévisions à des échéances plus ou moins longues ( voir prévision amateur ) . La direction du vent joue aussi un facteur important quant à la température ressentie lorsque le vent souffle ( facteur de vent givrant ) .