Plan

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Plan

• 1. Les différentes échelles de latmosphère
• 2. Sources dénergies nécessaires à la formation
  des ondes équatoriales et des perturbations
  tropicales
• 3. Climats tropicaux déchelle régionale
• 4. Ondes équatoriales piégées et oscillations
  déchelle planétaire (MJO,QBO)
• 5. Modèles conceptuels de perturbations
  tropicales déchelle synoptique de lhémisphère
  dété
• 6. Interactions entre tropiques et moyennes
  latitudes
• 7. El Niño

2
Chap 3. Climats tropicaux déchelle régionale
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
3.2 Circulations océaniques 3.3 Structure
de la Zone de Convergence
InterTropicale (ZCIT) 3.4 Circulations de
mousson et jets associés
sommaire général
3
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
champ de pression en été boréal
Atmosphère tropicale quasi-barotrope faibles
gradients horizontaux de pression
Pression mer en été boréal juin-juillet-août So
urce RéAnalyses du CEP

• Origine des
• anticyclones
• subtropicaux de
• lhémisphère dhiver
• branche subsidente
• de la cellule dhiver
• de Hadley
• Mais quelle est
• lorigine des anticyclones subtropicaux en été
  sachant que la cellule dété de Hadley est très
  faible ?

Hypothèse formulée par Rodwell et Hoskins
(2001) le forçage thermique ( ) au niveau
de la mousson indienne génère une onde de Rossby
stationnaire déchelle planétaire. Sa vitesse de
groupe horizontale (cgx) est dirigée vers lest
ce qui expliquerait la formation des anticyclones
subtropicaux au milieu des océans (Hawaï et
Açores)
sommaire chap.3
4
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Situation de surface en été boréal
Circulations de surface de latmosphère
tropicale en juillet . Source Atlas Bordas,
1985, Page 5.

• Anticyclones subtropicaux de lhémisphère sud
  Ile de Pâques, St Hélène, Mascareignes
• Anticyclones subtropicaux de lhémisphère nord
  Hawaï, Açores
• Pression mer maximale sur les flancs Est des
  océans correspond à la branche
• subsidente de la cellule de Walker
  interaction locale océan-air (upwelling côtier)
• 3 branches ascendantes des cellules de Walker
  situées au niveau des dépressions
• thermiques

sommaire chap.3
5
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en haute tropo en été boréal
200 hPa
Latmosphère tropicale en juillet vent (kts)
et lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
H
TEJ
JOST
850 hPa
Source Atkinson et Sadler, 1970

• Haute troposphère
• - Hauts géopotentiels (H) sur le
  Plateau Tibétain, générés par forçage
• thermique, donnant
  naissance à de forts vents dEst appelés Jet
  dEst
• Tropical ou TEJ
• - Le Jet dOuest SubTropical (JOST) est
  maximum dans lhémisphère dhiver
• (100 kt at 30S)
  puisque la cellule dhiver de Hadley est 10 fois
  plus
• développée que la
  cellule dété.

sommaire chap.3
6
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en basse tropo en été boréal
Latmosphère tropicale en juillet vent et
lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
200 hPa
850 hPa
Source Atkinson et Sadler, 1970
7 à 11N

• Basse troposphère
• - Sur lOcéan Indien, le Pacifique Ouest
• flux dalizés (flèches
  vertes) uniquement dans lhémisphère dhiver
• - Sur lAtlantique (sauf Golfe de Guinée), le
  Pacifique Est, le Pacifique Central
• flux dalizés (flèches
  vertes) dans l hémisphère dété et dhiver
• la zone de confluence des alizés de chaque
  hémisphère se situe entre 7 et 11N et
  sappelle équateur météo (EM)
• gt illustration de ce flux dalizés sur
  le Pacifique sur la diapositive suivante

7
3.1 Climatologie atmosphère tropicale
Circulation en basse tropo en été
boréal flux dalizés sur Pacifique
Carte danalyse du vent à 1000 hPa le 12/07/2005
CEP1.5 Source Météo-France
A
30N
20N
10N
Équateur géographique
A
8
3.1 Climatologie atmosphère tropicale
Caractéristiques du flux dalizés

• Définition vents dest issus des flancs est
  des anticyclones subtropicaux de surface
• Direction NE dans lhémisphère nord, SE dans
  lhémisphère sud
• Localisation - Le flux dalizés sobserve en
  basse troposphère entre la surface et 700 hPa
  - le flux dalizés est maximum (15 kts) vers
  900 hPa
• - les alizés les plus forts sobservent
  entre 10 et 15 de latitude
• - les alizés recouvrent quasiment 50
  du globe et représentent lune des
  structures les plus permanentes de
  latmosphère persistant dans
• le temps et
  spatialement
• Origine Ils sont situés sur la face
  équatoriale des anticyclones subtropicaux et sont
  
• générés par la force de
  pression entre ces anticyclones et la zone de
  basse
• pression équatoriale
• Dun point de vue énergétique, les alizés sont
  très importants
• comme ils ont un parcours essentiellement
  maritime, ils se chargent dhumidité et vont
• alimenter la convection au niveau de la ZCIT.

sommaire chap.3
9
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Linversion des alizés

• Définition couche dinversion de température
  (dT/dzgt0) présente au sein de la couche
• dalizés.
• Origine - la subsidence de grande échelle
  (WalkerHadley) est à lorigine de cette
  couche dair chaude et très stable
• - la base de linversion des alizés (h) est
  plus proche du sol et plus intense sur les
  bords E. des océans (branche subsidente de
  Walker) que sur les bords O.

?
z
T
Couche dinversion des alizés très stable ?
augmente et T augmente
base de linversion h
Couche nuageuse stable ? augmente
Convection sèche ? est constant Résulte dune
homogénéisation par mélange Turbulent
surface
La turbulence dans la couche limite sous
le nuage est le processus majeur qui maintient
linversion des alizés à une certaine hauteur (h)
du sol.
10
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
inversion des alizés analysée par les modèles
(coupe NE-SO sur Pacifique)
Carte danalyse du vent à 1000 hPa le 12/07/2005
CEP1.5 Source Météo-France
A
NE
30N
?
20N
?
10N
?
SO
Équateur géographique
? radiosondage analysé par CEP1.5
A
Mise en garde pour les prévisionnistes
lanalyse et la prévision de linversion des
alizés sont de mauvaise qualité dans lensemble
des modèles globaux.
11
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
inversion des alizés sur le Pacifique le long
dune coupe NE-SO
Radiosondage Analyse CEP1.5 Source Météo-France
Radiosondage (RS) analysé par le CEP 1.5 à
25N-133O (Pacifique E.)

• - Inversion des alizés basse (925 hPa)
• et intense (14c à 925 hPa
• 18
  C à 850 hPa)
• Type de temps associé à ce RS convection
• peu profonde avec Sc ou St

Base de linversion
12
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
inversion des alizés sur le Pacifique le long
dune coupe NE-SO
Radiosondage Analyse CEP1.5 Source Météo-France
Radiosondage analysé par le CEP 1.5 à 18N-155O
(Pacifique central)
Inversion des alizés élevée (850 hPa)
et intense (le modèle ne présente pas
dinversion de température mais cest un défaut
du modèle, car le RS observé présente encore une
inversion)
Base de linversion
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3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
inversion des alizés sur le Pacifique le long
dune coupe NE-SO
Radiosondage Analyse CEP1.5 Source Météo-France
Radiosondage analysé par le CEP 1.5 à 8N-175E
(Pacifique O.)

• Absence dinversion des alizés sur le
• Pacifique ouest
• Type de temps associé à ce RS convection
• profonde avec Cb ou Cu

14
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en basse tropo en été boréal
Latmosphère tropicale en juillet vent et
lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
200 hPa
850 hPa
Source Atkinson et Sadler, 1970,
7 à 11N

• Basse troposphère
• - Flux de mousson dété (flèche en rouge) sur
  le Nord de lOcéan Indien, la
• Chine du Sud, lAfrique de lOuest.
  

sommaire chap.3
15
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Tsurface en été boréal

• Température de surface en juillet. Source
  RéAnalyse NCEP 68-90

• Sur continents, les maximums sont situés près
  des tropiques
• vers 25N sur le Sahara et le Plateau Tibétain
• - Sur océans, les maxi. sont situés plus près de
  léquateur, notamment sur leurs flancs Est
• -vers 10N sur lAtlantique Est et le Pacifique
  Est
• -vers 15-20N sur lOcéan Indien,
  Atlantique Ouest et Pacifique Ouest

sommaire chap.3
16
3.1 Climato tropicale Précipitations en été
boréal
. Sur continent, les maximums de précipitations
se situent au niveau des trois branches
ascendantes de Walker -
les pôles de convection profonde situés sur
lAfrique de lOuest (7N-15N)
et lInde-Asie du SE (10N-30N)
correspondent à des zones de mousson
- le 3ème pôle se situe en Amérique
centrale (5N-15N) . Sur océan, les maxis se
situent au niveau de la ZCIT vers 10N sur
Atlantique et Pacifique E.
Précipitations (mm/mois) en juillet moyenne
68-96. Source RéAnalyses NCEP. zones en vert gt
200 mm/mois, en jaune gt 250 mm/mois.
sommaire chap.3
17
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Situation de surface en hiver boréal
Circulations de surface de latmosphère
tropicale en janvier
Source Atlas Bordas, 1985, page 5

• Pression mer maximale sur les flancs Est des
  océans correspond à la branche
  subsidente de la cellule de Walker interaction
  locale océan-air (upwelling côtier)
• 3 branches ascendantes des cellules de Walker
  situées au niveau des dépressions thermiques

sommaire chap.3
18
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en haute tropo en hiver boréal
Latmosphère tropicale en janvier vent et
lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
200 hPa
H
TEJ
Source Atkinson et Sadler, 1970
850 hPa

• Haute troposphère
• -Hauts géopotentiels (H) sur le Pacifique
  Ouest, générés par forçage thermique, donnant
  naissance à de forts vents dEst (Jet dEst
  Tropical TEJ ) entre 0-10S sétendant du
  Pacifique Central (vers la ligne de changement de
  date) à lAfrique de lEst en passant par lOcéan
  Indien (le vent géostrophique est fort au regard
  du gradient de pression car f est presque nul)

retour mousson indienne
sommaire chap.3
19
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en haute tropo en hiver boréal
Latmosphère tropicale en janvier vent et
lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
200 hPa
JOST
H
TEJ
Source Atkinson et Sadler, 1970
850 hPa

• Haute troposphère
• -Jet dOuest SubTropical (JOST) maximum dans
  lhémisphère dhiver (140 kt à
• 30N/150E)

sommaire chap.3
retour mousson indienne
20
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en haute tropo en hiver boréal
Carte danalyse du vent à 200 hPa le 09/03/2005
ARP1.5 Source Météo-France
Exemple de JOST en hiver boréal Vent gt50kt à 200
hPa 09/03/2005
21
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en haute tropo en hiver boréal
Latmosphère tropicale en janvier vent et
lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
Source Atkinson et Sadler, 1970

• Haute troposphère
• -Forts vents dOuest (40kt) traversant le
  Pacifique Central Equatorial

sommaire chap.3
chap 3.4.1
22
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en haute tropo en hiver boréal
Canal de vent douest sur le Pacifique Central
Equatorial en hiver boréal. Vent gt30kt à 200 hPa

Carte danalyse du vent à 200 hPa le 09/03/2005
ARP1.5 Source Météo-France
équateur
23
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Circulation en basse tropo en hiver boréal
200 hPa
Latmosphère tropicale en janvier vent et
lignes de flux (a) 200 hpa (b) 850 hPa
Source Atkinson et Sadler, 1970
850 hPa
5N

• Basse troposphère
• -Alizés sur Atlantique et Pacifique Est zone de
  confluence située entre léquateur et 5N
• -Flux de mousson dhiver sur le N. de lOcéan
  Indien, la Chine du S., lAfrique du Nord
  (Harmattan)
• -Flux de mousson dété sur lAfrique de lEst et
  Madagascar, le Nord de lAustralie et LIndonésie

sommaire chap.3
24
3.1 Climatologie de latmosphère tropicale
Tsurface en hiver boréal

• Température de surface et en janvier. Source
  RéAnalyses NCEP 68-90

-Sur continents, les maximums sont situés près
des tropiques vers 25S sur lAfrique
Australe, lAmérique du Sud, lAustralie -Sur
océans, les maxi. sont situés plus près de
léquateur, notamment sur leurs flancs Est
vers 2/3N sur le Pacifique Est et
lAtlantique mais vers 10S sur lOcéan
Indien et entre 5N/15S sur le Pacifique Ouest
sommaire chap.3
25
3.1 Climato tropicale précipitations en hiver
boréal
-Sur continent, les maxima de precipitations se
situent au niveau de la mousson
indonésienne (5N/15S), la Zone de Convergence
du Pacifique Sud (ZCPS 5S/18S),
lAmazonie (5N/15S), lAfrique Australe et la
mousson dAfrique de lEst (équateur/20S) -Sur
océan, les maxis se situent au niveau de la ZCIT
- vers 5N sur Pacifique Est et Atlantique
- vers 10S sur lOcéan Indien
Précipitations (mm/mois) en janvier moyenne
68-96. Source RéAnalyses NCEP zones en vert gt
200 mm/mois, en jaune gt 250 mm/mois
Chap 3.2 Océans
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Bibliographie chap 3.1

• Atlas Bordas historique et géographique, 1985.
  Editeur Hözel à Vienne
• Atkinson , G.D., Sadler, J.C., 1970 Mean
  Cloudiness and gradient level wind charts over
  the tropic. USAF Air Weather Service, Technical
  Report N215, vol.1 text, vol.2 charts.
• Atkinson , G.D., 1971 Forecasters guide to
  tropical meteorology. USAF, Air Weather Service,
  Technical Report N240, 341pp.
• Rodwell M.J. et Hoskins B., 2001 Subtropical
  anticylones and summer monsoons. Journal of
  Climate, vol.14, p.3192-3211