Circulation g n rale
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Circulation générale. les zones tropicales en surface les alizés le jet subtropical le jet équatorial circulation ondulatoire des régions tempérées les régions polaires résumé Climatologie des régions tropicales l’équateur météo (juillet) l’équateur météo (janvier)

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Circulation générale

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Presentation Transcript


Circulation g n rale

Circulation générale

les zones tropicales en surface les alizés

le jet subtropical

le jet équatorial

circulation ondulatoire des régions tempérées

les régions polaires

résumé

Climatologie des régions tropicales

l’équateur météo (juillet)

l’équateur météo (janvier)

les précipitations (juillet)

les précipitations (janvier)

Zones climatiques

les climats

Généralités

définitions, échelle

exemple d’anomalie

la CG sous l'œil du satellite

La CG sous l’angle des normales

en altitude

au niveau mer

Dynamique de la CG

bilan énergétique

l’équateur météo

circulation méridienne

effet de la rotation

limite du déplacement méridien

cellules de HADLEY

les zones tropicales en altitude

QUITTER


G n ralit s 1 2

Généralités (1/2)

  • Définition

    • Ensemble des configurations de la circulation atmosphérique s’étendant sur tout le globe terrestre. Souvent ce terme se rapporte aux configurations de la circulation moyenne relative à un intervalle de temps déterminé

      • Normale : moyenne sur 30 ans

      • Normale mensuelle : moyenne sur 30 mois identiques

      • Moyenne mensuelle : moyenne sur un mois

      • Ecart (normale-moyenne) = anomalie

  • Echelle

    • Circulations et ensembles nuageux de très vaste extension géographique (> 1000 km), d’une durée de vie de quelques semaines à plusieurs mois

    • a cette échelle l’atmosphère est mince (dizaine de km), les mouvements horizontaux sont prépondérants


G n ralit s 2 2

Généralités (2/2)

  • Exemple d’anomalie : oscillation australe El Nino

    • anomalie chaude poussée par des vents d’Ouest vers les cotes du PEROU

anomalie de température: +4 à +5°

anomalie des vents: Ouest au lieu d’Est (ou Est affaiblis

  • Conséquences :

  • pêcheurs bredouilles sur la cote péruvienne

  • cyclones sur la Polynésie

  • sécheresse sur Australie et Indonésie


La cg sous l il du satellite

Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas

Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas

Ensemble nuageux souvent bien développé

Ensemble nuageux souvent bien développé

Circulation ondulatoire

Circulation ondulatoire

Circulationméridienne

Circulationméridienne

Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais

Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais

Zone de l’équateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses

Zone de l’équateur météo (ZCIT) : nuages épais et denses

Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais

Zone des alizés de basses couches : ciel clair ou nuages peu épais

Ensemble nuageux souvent bien développé

Ensemble nuageux souvent bien développé

Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas

Drainage polaire de basses couches : ciel clair ou nuages bas

La CG sous l’œil du satellite


La cg sous l angle des normales 1 2

La CG sous l’angle des normales (1/2)

  • En altitude (FL300)

    • basses altitudes (L) aux pôles, hautes altitudes (H) sur la zone équatoriale

      • décalage saisonnier de H : 0° janvier, 20/25°N juillet

    • vents d’Ouest

      • HN : vents hiver # 2 vents été (entre pôle N et équateur : pente 300hPa hiver # 2 pente 300hPa été)

      • circulation ondulatoire des régions tempérées (HN)

        • dorsale sur les océans (10°W et 140°W)

        • thalweg sur les continents (70°W et 140°E)

      • axe de vents forts sur le 30° plus rapide en hiver courant jet planétaire : le jet subtropical (JST dans l'hémisphère d’été)

    • vents d’Est

      • Juillet : courant d’Est entre 20/25°N et 0° le Tropical Easterly Jet (TEJ)

FL300 janvier

FL300 juillet


La cg sous l angle des normales 2 2

La CG sous l’angle des normales (2/2)

  • Au niveau mer (0m)

    • centres d’actions

      • A polaires (renforcement l’hiver), D équatoriale

      • zones océaniques : D sur les parallèles 60° (plus creuse l’hiver), A sur les parallèles 30°

      • l’équateur météo joint les points de basses pressions de la zone équatoriale (décalage vers le Nord en juillet)

      • vastes zones continentales Amérique du Nord, Asie : A hiver,D été

    • vents d’Ouest

      • zones océaniques : entre les parallèles 60° et les parallèles 30° (renforcés l’hiver)

    • vents d’Est

      • entre A polaires et D 60° : «drainage» polaire de NE (HN) de SE (HS)

      • zones océaniques : entre A 30° et équateur météo alizés de NE (HN) et de SE (HS); courant de NE sur l’Asie du sud et l’Afrique occidentale l’hiver et de SO (alizés déviés) l’été

mer janvier

mer juillet


Dynamique de la circulation g n rale

Dynamique de la circulation générale


Bilan nerg tique

Bilan énergétique

  • +7% d’énergie solaire pour l’hémisphère nord

  • bilan négatif au pôles

  • bilan positif vers l’équateur

  • basse troposphère «chaude»

  • haute troposphère «froide»

Inclinaison de l’axe de rotation

NECESSITE D’UN REEQUILIBRAGE

  • par transferts verticaux

  • par transferts méridiens

Excentricité de l’orbite

Inégale répartition des terres, océans, calottes glacières


L quateur m t o

30°N

15°S

L’équateur météo

Juillet

Janvier


Circulation m ridienne en l absence de rotation de la terre

Courant de Sud

Courant de Nord

Courant de Nord

Courant de Sud

A

A

D

Pôle N

Pôle S

Equateur météorologique

Circulation méridienne en l’absence de rotation de la terre

convection

Refroidissement

à la base

Refroidissement

à la base

Réchauffement à la base


Effet de la rotation de la terre coriolis

Vents d'Ouest

A

A

D

Pôle N

Pôle S

Equateur météo

Vents de Nord-Est

Vents de Sud-Est

Effet de la rotation de la terre (Coriolis)

En altitude : déviation vers l'est

"Coriolis" dévie sur la droite HN

"Coriolis" dévie sur la gauche HS

En surface : déviation vers l’ouest (+ frottement)


Limite du d placement m ridien

équateur

Pôle

t

t

t

Limite du déplacement méridien

  • conservation du moment angulaire

Particulepartie de l’équateur se retrouve à 20 N avec une vitesse V vers l’Ouest et balaye dans le même temps t une aire qui doit être égale à celle balayée par l’observateurresté à l’équateur

Particule et observateur fixes à l’équateur balayent la même aire pendant le même temps t

La particule tourne plus vite que la terre. Le calcul montre que la particule atteindrait dans son mouvement vers l’Ouest une vitesse supersonique irréelle. Cela impose donc une limite au déplacement méridien


Limite du d placement m ridien cellules de hadley

30N

Cellules de Hadley

0

30S

Limite du déplacement méridien (cellules de Hadley)

  • En considérant une vitesse maximum de 250 kt vers 35000 ft, celle-ci est atteinte par une particule, dans son déplacement méridien, aux alentours de la latitude 30°.

    • 30° constitue en moyenne une barrière infranchissable

    • on trouve vers cette latitude un maximum de vent d’Ouest en altitude

    • les particules «retombent» vers la surface formant une boucle appelée cellule de Hadley


Les zones tropicales en altitude

H

équateur météo

30N

30N

Vent d’Ouest

Vent d’Ouest

0

0

Tropical Easterly Jet TEJ

H

équateur météo

Vent d’Ouest

Vent d’Ouest

30S

30S

Les zones tropicales en altitude

janvier

juillet

Jet Sub Tropical JST

Vent d’Est

Jet Sub Tropical JST


Les zones tropicales en surface

A

équateur météo

A

30N

30N

D

0

0

D

équateur météo

A

A

30S

30S

Les zones tropicales en surface

janvier

juillet

alizés de Nord-Est

alizés de Nord-Est

alizés déviés de Sud-Ouest

alizés de Sud-Est

alizés de Sud-Est


Le courant jet subtropical

Le courant jet subtropical

  • planétaire, régulier, persistant

  • localisé du coté polaire de la cellule de Hadley, entre la tropopause tropicale et la tropopause équatoriale

  • très présent en hiver (<60 kt l’été)

  • latitude : entre 20° et 40° de latitude (axe haut l’hiver)

  • direction : Ouest

  • vitesse : 120 à 150 kt (hiver)

  • altitude : 11-12 km, FL340-FL390, pression 250-200 hpa

le jet vue satellite

le jet vue carte


Le tropical easterly jet

x

équateur météo

Inde

Himalaya

y

équateur géographique

x

équateur météo

0

y

Le Tropical Easterly Jet

  • présent en juillet dans l’hémisphère Nord à haute altitude, de l’Asie du Sud-Est vers l ’Afrique Occidentale (en liaison avec la mousson)

  • latitude : entre 5° et 15°N

  • direction : Est

  • vitesse : 80 à 90 kt dans les noyaux les plus forts

  • altitude : niveau > FL450

le vent souffle vers le lecteur


Circulation ondulatoire des r gions temp r es 1 4

Circulation ondulatoire des régions tempérées (1/4)

  • la rotation de la terre limite fortement les déplacements méridiens

  • nécessité d’une continuité des échanges méridiens d’énergie entre les cellules de Hadley et la circulation polaire

    • la mécanique gène fortement ces échanges

    • l’accumulation de chaleur à l’équateur pousse à ces échanges

  • il faut étaler le surplus de chaleur équatoriale et de froid polaire dans un nouvel arrangement

  • cet arrangement se fait au niveau des régions tempérées sous l’effet d’une force de pression avec une composante zonale (Est-Ouest), créée par une alternance de maximum et de minimum de pression le long d’une même latitude

    existence de dépressions et d’anticyclones aux latitudes extra-tropicales voisinant et interagissant avec le courant jet


Circulation ondulatoire des r gions temp r es 2 4

J.S.T.

équateur météo

L

H

L

H

Circulation ondulatoire des régions tempérées (2/4)

  • force de pression zonale et alternance de minimum et maximum de pression


Circulation ondulatoire des r gions temp r es 3 4

Circulation ondulatoire des régions tempérées (3/4)

  • vue climatologique


Circulation ondulatoire des r gions temp r es exp rience de fultz 4 4

B

paroi refroidie

a

liquide

b

b

paroi réchauffée

a

a

b

b

a

A

Circulation ondulatoire des régions tempérées (expérience de Fultz) (4/4)

  • Mouvement ondulatoire par rotation et réchauffement différencié


Les r gions polaires

Circulation dépressionnaire en altitude

D

A

Circulation anticyclonique en surface

Les régions polaires

Pôle Nord


R sum

cellules polaires

Résumé

ondes des latitudes moyennes

cellules de Hadley

équateur météorologique


Climatologie des r gions tropicales

Climatologie des régions tropicales


L quateur m t o juillet structure nuageuse

Z

Y

X

Z’

Y’

X’

L’équateur météo (juillet) : structure nuageuse

Coupe verticale ZZ’

Coupe verticale XX’

Coupe verticale YY’

ETE BOREAL

  • Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT

    • masse nuageuse «à cheval» sur l’équateur météo

  • Sur les zones continentales : (Front Inter Tropical FIT sur l’Afrique)

    • masse nuageuse au sud de l’équateur météo


L quateur m t o janvier structure nuageuse

HIVER BOREAL

L’équateur météo (janvier) : structure nuageuse

  • Sur les zones océaniques : Zone de Convergence Inter Tropicale ZCIT

    • masse nuageuse «à cheval» sur l’équateur météo

  • Sur les zones continentales : D continentales, structure particulière de l’équateur météo

    • structure nuageuse complexe liée à la convergence de flux d’origine différentes ainsi qu’à la géologie et au relief


Les pr cipitations juillet

RR<3mm

RR>100mm

RR>100mm

RR<3mm

Les précipitations (juillet)


Les pr cipitations janvier

RR<3mm

RR<3mm

RR>100mm

Les précipitations (janvier)


Zones climatiques

Zones climatiques

  • Nuages et précipitations dans les régions d'ascendance

    • zones équatoriale

    • régions des latitudes tempérées

  • Temps sec dans les régions de subsidence

    • zones sub-tropicales

    • régions polaires


Les climats r partition saisonni re et conditions dominantes

Conditions anticycloniques, très froid et sec.

En été, temps instable et précipitations en périphérie.

75°

POLAIRE

Été chaud et sec.

Hiver pluvieux.

Contrôlé par les perturbations extra-tropicales, vents d'ouest dominants.

65°

TEMPÉRÉ

TEMPÉRÉ

40°

35°

35°

MÉDITERRANÉEN

Sec en Hiver.

Une saison des pluies en été.

SUB-TROPICAL aride

SUB-TROPICAL aride

20°

SAVANE

10°

10°

ÉQUATORIAL

10°

10°

Désertique, chaud et sec, vents d'est dominants.

Deux saisons des pluies.

Pluies abondantes et orages.

Température élevée et forte humidité.

Janvier

Juillet

Les climats : répartition saisonnière et conditions dominantes


Circulation g n rale1

Circulation générale

FIN

Première

diapositive


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