Limites du vent géostrophique : cas de la couche de frottement près du sol

En dehors du fait que le vent géostrophique n'est pas défini à l'équateur, une autre limite est la proximité du sol. En effet, plus on se rapproche de la surface, plus les effets du frottement dus à la turbulence, à la rugosité,… deviennent importants et ralentissent le déplacement des particules d’air (on doit prendre en compte la force de frottement). Le module de la force de Coriolis proportionnel à la vitesse du vent est dont diminué et l’effet de cette force est donc atténué ; dans l’hémisphère nord, la déviation vers la droite à cause de la rotation de la Terre sur elle-même est donc d’autant moins sensible que les frottements avec la surface sont importants.

Equilibre des forces à l’origine du vent (sans frottement à gauche et avec frottement à droite) [8]


La spirale d’Ekman [9]


Rotation des vents autour d’un anticyclone et d’une dépression dans l’hémisphère nord en présence de frottements [10]

En raison des frottements avec la surface, les masses d’air – près de la surface - ont tendance à converger vers les centres dépressionnaires et à diverger autour des anticyclones.

En conséquence, des ascendances se créent au dessus des centres dépressionnaires de surface. Lors des ascendances, les particules d’air se refroidissent et peuvent condenser pour former un nuage. Au contraire, les subsidences d’air sec d’altitude au dessus des anticyclones de surface favoriseront le beau temps.
remarque Remarque
• La convergence au sol correspond à la divergence en altitude
• La divergence au sol correspond à la convergence en altitude

Circulations et types de temps associés à un anticyclone et une dépression en surface [11]

conclusion Conclusion
Les hypothèses simplificatrices de la théorie géostrophique permettent de comprendre la dynamique d’altitude à grande échelle lors de la lecture d’une carte météorologique d’isobares ou d’isohypses et d’avoir une idée (en première approximation) de la météorologie associée.

Ces connaissances vont nous permettre de décrire les mouvements atmosphériques de la circulation générale. Près de la surface, les phénomènes de frottements perturbent les écoulements ; ils sont présentés plus en détails dans la partie « Couche Limite Atmosphérique ».
ensavoirplus En savoir plus
Réference bibliographique

Holton J. R., 2004
An Introduction to Dynamic Meteorology. Fourth Edition Academic Press

 

Crédits


[8]-[11] Dominique Lambert