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Article rédigé le Dimanche 18 octobre 2009, 19:58 (+0200)   

Une perturbation atmosphérique est une modification atmosphérique, caractérisée par des vents violents et des précipitations (Larousse). Dans ce document, nous allons étudier les différentes formes que peuvent prendre ces perturbations sur notre planète.

Dépression et anticyclone : définitions

Une dépression est une masse atmosphérique dont la pression est inférieure au seuil de 1015 hectopascals (ou millibars). Cette masse est le siège de mouvements ascendants (qui vont vers le haut).

L'anticyclone est une masse atmosphérique de haute pression. La pression y est supérieure à 1015 hectopascals.

Il existe deux types d'anticyclones ; les thermiques et les dynamiques.

L'anticyclone thermique

Un anticyclone thermique est une masse atmosphérique froide. Cet anticyclone doit sa pression à un phénomène simple : la pression atmosphérique se mesure comme le poids de la colonne d'air qui la surmonte. L'air froid étant plus lourd que l'air chaud, la pression à la base de cette colonne est plus élevée. Cependant, la taille d'un anticyclone (sa hauteur) est petite en regard de l'épaisseur de l'atmosphère. La pression diminue avec l'altitude, et ce d'autant plus vide que l'anticyclone est froid. Aussi, à quelques kilomètres d'altitude, la pression redescend en dessous des 1015 hectopascals pour y former une dépression. Un anticyclone a donc la forme d'un dôme. L'anticyclone de Sibérie fait partie de cette catégorie.

L'anticyclone dynamique

L'anticyclone dynamique est chaud. Sa hauteur est donc beaucoup plus élevée. L'anticyclone des Açores est un exemple de cette catégorie d'anticyclone.

Formation d'une dépression

Une dépression est une perturbation de l'atmosphère. Elle se génère souvent sur la côte d'un continent. En effet, à cet endroit, que terre et mer se rencontrent. Lorsque les rayons du Soleil arrivent à la surface, ils réchauffent la terre plus vite que la mer (ceci est du à l'inertie thermique de l'eau). Au niveau de la terre, la chaleur monte. Au niveau du sol se créé alors une zone de basse pression. Une brise se créé de l'extérieur de cette zone à l'intérieur de cette zone au niveau du sol. La colonne d'air ainsi créée peut atteindre une centaine de kilomètres de hauteur. La puissance des vents dépendra de la hauteur et de la largeur de la zone. Le déplacement de cette zone est possible. En combinant ce mouvement avec la force de Coriolis, on obtient une zone qui tourne sur elle-même et qui se déplace.

Remarquons également que plus on prend de l'altitude, plus la pression augmente. Aussi, à partir d'une certaine altitude, on a la présence d'un anti-cyclone.

Le cyclone

Un cyclone est donc une dépression dont les vents sont violents. La création d'un tel phénomène est possible en suivant ces règles:

• la température de l'eau doit être au minimum de 26°C sur une hauteur de 60 mètres
• la surface doit aussi être très grande
• la force de Coriolis doit être importante

Aussi, si une de ces conditions n'est pas remplie, la formation n'aura pas lieu. Il n'y a donc pas de cyclone au niveau de l'équateur (force de Coriolis nulle) ni à des latitudes trop hautes (>20°). C'est pour cela que le nombre de zones où les cyclones sévissent est restreint (7 zones)

Voyons plus en détail chaque zone (toutes les images suivantes sont issues du site Web de Météo France qui reste le propriétaire exclusif)

Voici un exemple de cyclone (Image Météo France)

Un ouragan a donc la forme caractéristique d'une masse de nuage en forme de spirale. Le rayon d'un ouragan peut atteindre les 1000 km. Le centre du cyclone est une zone de relative accalmie au niveau de la vitesse du vent. Son rayon est de l'ordre de quelques dizaines de kilomètres. L'endroit le plus violent est la zone qui entoure l'oeil. Le vent souffle en rafales et les précipitations sont énormes.

L'orage

L'orage est une perturbation atmosphérique accompagnée de vents violents, de grêle, de neige et de phénomènes électriques. Un orage prend naissance dans un seul type de nuage : le cumulo-nimbus. Il s'agit d'un nuage de grande taille. Sa base se situe à environ 1000 mètres d'altitude et il peut atteindre 16000 mètres de hauteur. Ce nuage se forme dans de l'air instable, chaud et humide. Le nuage condense cette humidité. Cela dégage de la chaleur qui, plus légère que l'air froid, monte. La cime du nuage a la forme caractéristique d'une enclume. A cet altitude, l'eau gèle (0°C). A l'aide de mouvements ascendants dans le nuage, l'eau liquide descend tandis que l'eau glacée (cristaux de glace), plus légère, monte. Ce phénomène permet d'arracher des électrons aux cristaux (la charge de ces cristaux devient donc positive) pour les donner aux gouttelettes d'eau (qui deviennent donc de charge négative). Le sol est quant à lui chargé positivement. Lorsque la différence de potentiel devient trop importante (le positif et le négatif s'attire), une décharge électrique à lieu : le coup de foudre. La foudre est un phénomène caractéristique de l'orage : il est composé de l'éclair (vision) et du tonnerre (ouïe).

Un cumulo-nimbus (Image Météo France)

La formation d'orages est un phénomène fréquent (2000 fois par jour sur l'ensemble de la planète)

La tornade

Il s'agit d'une perturbation atmosphérique violente, intense mais limitée géographiquement. On la trouve le plus souvent sur le continent américain et australien. Elle a la forme très spectaculaire d'un entonnoir et est surplombée, en altitude, par un cumulo-nimbus, le nuage d'orage.

La force des tornades se mesure grâce à la vitesse du vent. Voici l'échelle Fujita utilisée aux Etats-Unis.

Vocabulaire

• Cyclone : zone de basses pressions (dépression) tropicale animée d'un mouvement de rotation et accompagnée de vents forts et de précipitations.
• Ouragan : cyclone tropical de l'atlantique Nord et des caraïbes
• Tempête : Violente perturbation atmosphérique dépressionnaire, accompagnée de vents forts et de précipitations sur terre ou sur mer.
• Typhon : cyclone tropical en Extrême Orient
• Tornade : perturbation atmosphérique violente, intense mais limitée géographiquement. On les trouve le plus souvent sur les continents américain et australien

Echelle anémométrique de Beaufort (élaborée par sir Francis Beaufort)

C'est une échelle composée de 13 paliers et qui permet de déterminer la force du vent.

Crédit: seb