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Page 1: Perturbations des régions tempérées

Perturbations des régions Perturbations des régions tempéréestempérées

Morphologie des dépressions

évolution dans le temps

dimensions caractéristiques

Distribution en surface

la pression et le vent

la température et l'humidité

résumé des caractéristiques

Symbolisme, identifications des fronts

Morphologie : résumé

Les fronts

nuages et précipitations

structure thermique

les précipitations surfondues

les jetsQUITTERQUITTER

Détails de circulation

le front froid

le front chaud

l'occlusion

Evolution d'une perturbation

Vocabulaire complémentaire

Secteurs nuageux

Famille de perturbations

Résumé des caractéristiques

Trajectoires des perturbations

Situations types

Page 2: Perturbations des régions tempérées

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Premièrediapositive

4 janvier 1996 12 UTC

5 janvier 1996 15 UTC

3 janvier 1996 21 UTC

6 janvier 1996 15 UTC

Morphologie des dépressions Morphologie des dépressions (vue satellite) (1/5)(vue satellite) (1/5)

creusement (amplification)Naissance du tourbillon

cyclogénèse

dégénérescence

(occlusion)

cyclolyse

maturité

ordonnancement classique

Page 3: Perturbations des régions tempérées

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Premièrediapositive

5 janvier 1996 15 UTC

Morphologie des dépressions Morphologie des dépressions (vue satellite) (2/5)(vue satellite) (2/5)• Dimensions caractéristiques

2000 km ou plus

largeur # 500 km

bande spiralée

R sorte de renflement triangulaire au Sud Est de l’axe de la spirale, des bandes plus étroites en partent vers le sud comme des filaments

R

Combinaison images satellite VIS et IR souligne des zones ou la corrélation entre forte réflexivité et faible température de sommet traduit nuages épais susceptibles de précipiter

Page 4: Perturbations des régions tempérées

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Premièrediapositive

Morphologie des dépressions Morphologie des dépressions (vue de dessous) (3/5)(vue de dessous) (3/5)• Distribution en surface de la pression et du vent

D980

990

1000

1010

Zones de discontinuité de vent

et de pression accompagnées de

vents forts

rotation et renforcement du vent

Page 5: Perturbations des régions tempérées

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Premièrediapositive

Morphologie des dépressions Morphologie des dépressions (vue de dessous) (4/5)(vue de dessous) (4/5)

• Distribution en surface de la température et de l’humidité (td)

12°14° 16°

18°

10°

6°8° 10°

Air chaud et humide

Air froid et sec

Air froid et sec

fort gradient de température

Zones de discontinuité de température et

d'humidité

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Premièrediapositive

Morphologie des dépressions Morphologie des dépressions (les fronts) (5/5)(les fronts) (5/5)• Résumé des caractéristiques d’une dépression

D980

990

1000

1010

12°14° 16°

18°

10°

6°8° 10°

Forte corrélation entre

tout un ensemble de caractéristiques se trouvent concentrées dans des bandes étroites spiralant vers le minimum de pressionune ligne, un simple trait peut suffire à synthétiser cet ensemble le front

variations de pressionrotations, accélération du ventvariations de température et d’humidité

zones nuageuses précipitantes

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Premièrediapositive

Symbolisme, identificationSymbolisme, identification• Les fronts : zones de discontinuité de température et de vent en

surface s'accompagnant de précipitations et de vents forts

Le bord le plus net est le front froid. Les autres éléments frontaux sont plus conventionnels que réels et se noient dans la masse nuageuse plus floue

D

on note front froid si la «température» diminue au passage du front

on note occlusion la trace en surface de la vallée chaude qui passe au-dessus de l'air froid

on note front chaud si la «température» augmente au passage du front

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Premièrediapositive

1015

1010

1005

1000

995

température du point de rosée

vent en surface

pression en surface

visible

infra-rouge

précipitations

15

16

16

09

10

08

10

12

11

12

14

08

10

11 15

10

Morphologie des dépressions Morphologie des dépressions (résumé)(résumé)

images

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Premièrediapositive

Fronts : nuages et précipitationsFronts : nuages et précipitations• Coupes verticales Air chaud stable

Air chaud instableaverses

RA/SNSH RA/SN

NS

AS

CS-CI

AC

SH - RA/SNSH

NS

AS

CS-CI

CU CBCB

précipitationsCU et CB formés par convection Nuages formés par

ascendance de l'air chaud

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Premièrediapositive

ISO 0° FL030

SFC

FL070

FL

t0°C

Fronts : structure thermiqueFronts : structure thermique• L'isotherme 0°C

030

070

FL

t0°C

SFC

070

X Y

inversion frontale

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Premièrediapositive

SFC

FL070

FL030

Fronts : détails des précipitationsFronts : détails des précipitations• Les précipitations surfondues

FZRARAzone de précipitations surfondues

RA RARA SN

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Premièrediapositive

30

40

50

70

90

60

80100

Le jet polairevitesse : 60-80 kt (été), 120-150 kt (hiver)latitude : 35°-70° (haut en été, bas en hiver)altitude : 9-11km (FL300-FL340)direction : composante Ouest (grande variabilité)

Fronts et jetsFronts et jets• Le jet polaire

D

L

X Y

X Y

jet 120 kt

50

isotaches

tropopause

jet de basses coucheshauteur 1 à 2 km

40 - 80 kt

surface

altitude

Jet

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Premièrediapositive

Le front froid : détails de circulationLe front froid : détails de circulation

jettropopause

isotherme 0°C

pente moyenne 2%

Front de surface

subsidence

NsNs (Cb)(Cb)

AsAs AcAc

CsCsCcCc

CuCu

• les nuages formés par le courant chaud ascendant se développent essentiellement au-dessus du front de surface et vers l'arrière;• la convergence entre l'air froid descendant et l'air chaud ascendant est maximale dans les basses couches;• à l'arrière des nuages et des pluies liés au front, le mouvement descendant (subsidence) empêche ou limite le développement des nuages de convection dans l'air froid;• les averses ne peuvent vraiment se développer que plus en arrière.

Page 14: Perturbations des régions tempérées

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Premièrediapositive

Le front chaud : détails de circulationLe front chaud : détails de circulation

pente moye

nne 1%

• les nuages formés par le courant chaud ascendant se développent à l'arrière, au-dessus du front de surface et largement vers l'avant compte tenu d'une pente moyenne moins forte que celle du front froid;• l'extension vers l'avant des nuages entraîne des zones de précipitations en moyenne plus étendues;• les zones de précipitations surfondues liées au front chaud sont en conséquence plus étendues sur l'horizontale que celles liées au front froid.

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Premièrediapositive

occlusion à caractère de front froid occlusion à caractère de front chaud

- - - - --

L'occlusion L'occlusion (1/2)(1/2)• N’est plus forcément une réalité au sens des contrastes

vents et températures mais caractérise plutôt des bandes nuageuses et pluvieuses

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Premièrediapositive

NsNs

AsAsAcAc

(Cb)(Cb)

CsCsCiCi

CcCc

StSt

L’occlusion L’occlusion (2/2)(2/2)• détails de circulation

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Premièrediapositive

pression niveau mer isohypses 700 hPaépaisseurs (températures moyennes) 1000-700 hPa

Evolution dans le temps d’une perturbation Evolution dans le temps d’une perturbation (1/2)(1/2)• Évolution de la température et de la pression en 36 heures

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Premièrediapositive

Evolution dans le temps d’une perturbation Evolution dans le temps d’une perturbation (2/2)(2/2)• Vue satellite

Evolution horizontale d’une perturbation classique : elle se forme au large de l’Amérique du Nord et traverse l’Atlantique en trois jours, passant successivement par les phases d’amplification, de maturité et de dégénérescence

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Premièrediapositive

Vocabulaire complémentaire conventionnelVocabulaire complémentaire conventionnel• Front ondulant ou

stationnaire

• Front secondaire

------

• Ligne de convergence

---- --

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Premièrediapositive

Perturbations et secteurs nuageuxPerturbations et secteurs nuageux

SECTEUR SECTEUR CHAUDCHAUD

TRAINETRAINE

TETETETECORPSCORPS

TraîneCU et CB

SH

Têtenuages d'altitude

CI-CSenvahissant le ciel

Secteur chaudadvection d'air chaud

hiver zones continentalesFG/ST d'advectionété avec instabilité

CU-CB d'évolution locale

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Premièrediapositive

Famille de perturbationsFamille de perturbations

1formation

2maturité

3vieillissement

dD

D

• Au même instant : 3 perturbations à des stades d'évolution différents

intervalle

intervalle

zone de liaison

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Premièrediapositive

observateur

Résumé des caractéristiquesRésumé des caractéristiques

têtecorpscorpstraîne secteurchaud

sud-ouest

bonnemédiocremauvaisetrès bonne

sauf sous averses mauvaise

secteurs

pressionsud

se renforçantnord-ouest

rafales

• Variations des paramètres au passage d'une perturbation classique d'ouest

temps couvert avec précipitations(orages si instable)

temps variableCu/Cb

avec averses

nuages élevés

temps couvert avec précipitations(orages si instable)

nuages bas avec

bruine

visibilité

vent sfc

td

temps

rotation

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Premièrediapositive

Par où passent les dépressions ? Par où passent les dépressions ? (1/3)(1/3)

Les tempêtes sont plutôt des phénomènes maritimes. Dans l’hémisphère nord, un concept utile est celui de rail des dépressions ou lit perturbé (équivalents de l’anglais storm-track). Les tempêtes se suivent sur le rail au rythme d’environ 1 par 24h en hiver. On est donc loin de toutes les recevoir chez nous, elles restent en général en mer. Le rail atlantique, pertinent pour l’Europe, commence toujours dans la région de Terre-Neuve.

Trajectoires des 5 principaux systèmes météorologiques présents dans la zone Atlantique fin décembre 1999. Les positions sont pointées toutes les 6 h, à partir des analyses du champ de tourbillon par le système ARPEGE de Météo-France. On note ici T1 la première tempête, T2 la seconde. Les dépressions A et B les précèdent, l’onde E clôt la période (une «onde» étant une dépression peu développée).

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Premièrediapositive

Par où passent les dépressions ? Par où passent les dépressions ? (2/3)(2/3)

Première forme caractéristique, le rail se coupe en deux branches au niveau du 30e méridien ouest . La branche la plus fréquentée s’étire vers l’Islande et la Norvège, l’autre s’oriente dans la direction du Maroc sans l’atteindre. Il arrive que cette configuration persiste des semaines, voire un mois et plus (janvier 1992, février 1993). Conséquence d’une telle persistance : hiver calme, certes, mais sécheresse assurée au printemps et en été. En effet, les sols ne reconstituent pas leur réserve en eau. Cette configuration du rail est appelée blocage

Le nombre de dépressions passant en chaque point est indiqué par des plages coloriées. Flèches pointillées: trajectoires types suivies par les dépressions. Flèche large: symbolisation du flux moyen en altitude pendant cette période; (figure d’après Baehr et al., 1999).

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Premièrediapositive

Par où passent les dépressions ? Par où passent les dépressions ? (3/3)(3/3)

Cette année-là, les précipitations ont été voisines de la normale. Noter l'extension vers l’est du courant-jet ainsi que la tendance pour les dépressions à couper le courant-jet du côté de son extrémité est. Une caractéristique de la situation de fin décembre 1999 est l’extension encore plus à l’est du courant-jet. (Figure d’après Baehr et al. , 1999)

Le rail des dépressions en février 1997. Dans cette configuration dite «zonale», avec ici sa configuration normale, les dépressions touchent l’Europe, mais pas trop durement : les zones les plus intenses restent en mer. Toutefois, l’Europe de l’ouest est ventée et surtout arrosée.

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Premièrediapositive

Situations types : circulation d’OuestSituations types : circulation d’Ouest

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30

Premièrediapositive

– en hiver, circulation transitoire entre circulations plus méridiennes– air océanique humide doux en hiver et frais en été– zone de corps étendue– succession d’épisodes pluvieux– plafonds bas, visibilité réduite, vent soutenu

B

H

altitudeD

A

surface

Situations types : circulation d’OuestSituations types : circulation d’Ouest• A sud Europe, D nord Europe

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Premièrediapositive

Situations types : circulation de NordSituations types : circulation de Nord

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Premièrediapositive

B

H

altitude

D

A

surface

Situations types : circulation de Nord-OuestSituations types : circulation de Nord-Ouest• A sud-ouest Europe, D nord Europe

– air froid "polaire" (ou "arctique) prépondérant– "langue d'air chaud" et zone de corps moins étendue– précipitations faibles, courts épisodes pluvieux ou neigeux– traîne plus active sur le Nord (giboulées de mars)

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Premièrediapositive

BH altitude D surface

A

Situations types : circulation de Nord Nord-EstSituations types : circulation de Nord Nord-Est• A Atlantique, D Europe

– air froid arctique "direct"– corps de faible extension relativement "sec"– accumulations d'air froid en Méditerranée propice à l'évolution de

vigoureuses dépressions

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Premièrediapositive

Situations types : circulation de SudSituations types : circulation de Sud

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Premièrediapositive

B

Haltitude

A

D

D

surface

– circulation relativement fréquente synonyme de douceur ou chaleur– coté dorsale : conditions stables, vents faibles– coté thalweg : fabrication nuageuse importante, instabilité,

systèmes orageux convectifs et perturbations pluvieuses-orageuses

– en été structure "tropicale" avec lignes de convection et amas

Situations types : circulation de Sud-OuestSituations types : circulation de Sud-Ouest• D (ou thalweg) Atlantique, A (ou dorsale) Europe

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Premièrediapositive

Situations types : circulation d'EstSituations types : circulation d'Est

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Premièrediapositive

D

A

surfaceB

H

altitude

– retour d’Est sur le Sud de l'Europe– suite à une circulation de nord nord-est ou d'est– fort contraste thermique air froid sec et air chaud humide– retour d'est ou sud-est avec fortes précipitations de pluie ou de

neige

Situations types : circulation de Sud-EstSituations types : circulation de Sud-Est• D en Méditerranée, A nord Europe

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Premièrediapositive

B

H

altitude

H

surface

A

D

Situations types : anticycloniqueSituations types : anticyclonique• A Europe

– peu courant mais persistant– air sec et froid en hiver, chaud en été– cyclogénèse se développant en Méditerranée

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Premièrediapositive

B

H altitude surface

DD

d

Situations types : marais barométriqueSituations types : marais barométrique• Pas de gradient de pression en surface

– rare en hiver– en été, fort réchauffement, développements convectifs en phase

avec le cycle jour/nuit– orages locaux

Page 37: Perturbations des régions tempérées

Perturbations des régions Perturbations des régions tempéréestempérées

FINFINPremièrediapositive

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Premièrediapositive


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