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

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Chap 2. Sources dénergies nécessaires à la
formation des ondes équatoriales et des
perturbations tropicales  leffet miroir 
Source Météo-France
Petite échelle
Grande échelle

• La libération de chaleur latente (Lf ) à
  léchelle du cumulus constitue la principale
  source dénergie entraînant lapparition et le
  développement de perturbations tropicales
  déchelle synoptique
• Derrière ce processus, en apparence facile à
  comprendre, se cache toute la complexité des
  interactions entre la petite échelle et la grande
  échelle.
• Dailleurs, les interactions déchelles sont au
  cœur de la recherche en météorologie tropicale
  (ex programme de recherche AMMA)

sommaire général
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Chap 2. Sources dénergies nécessaires à la
formation des ondes équatoriales et des
perturbations tropicales  leffet miroir 
Détail des processus dinteractions entre la
petite et grande échelle
Source Météo-France

1. Au sein dun cumulus, la condensation et la
   production de chaleur sont maximales en milieu de
   troposphère
2. Lénergie potentielle (Ep) produite (cf équation
   de Laplace) perturbe léquilibre géostrophique
   pré-existant et génère des Ondes
   dInertie-Gravité (IG)
3. Les OG dissipent une partie de lEp en la
   transportant à linfini phénomène dajustement
   au géostrophisme
4. Au bout dun temps 1/f ( 1 j. à 10),
   léquilibre géostrophique se rétablit sur une
   échelle horizontale ?R ( 1000 km à 10) avec
   lEp non dispersée (pgt0 ) par les IG
5. Laddition dénergie génère, par effet miroir,
   une dépression en basse tropo et un anticyclone
   en haute tropo.

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Chap 2. Sources dénergies nécessaires à la
formation des ondes équatoriales et des
perturbations tropicales  leffet miroir 
Détail du processus dinteractions entre la
petite et grande échelle
Source Météo-France
Petite échelle
Grande échelle

• Linteraction de la petite échelle sur la grande
  échelle est un processus dautant plus efficace
  lorsque
• - la population de Cu-Cb est importante
• - la durée de vie des systèmes convectifs est
  longue
• - la rotation de lenvironnement augmente (car
  la proportion de chaleur
• dispersée et dissipée par les
  IG diminue)

retour onde équatoriale
sommaire général
5
Chap 2. une tempête tropicale sur le Pacifique
NO illustration de  leffet miroir 
Pmer
tempête tropicale
Dt

dt
Figure du haut Pmer
Figure du bas Géopotentiel à 200 hPa
29/07/08 Analyse CEP 1.5
1) Au niveau du typhoon, cest la libération de
chaleur qui provoque la baisse de pression au sol
et génère des hauts géopotentiels 2) Au niveau de
lInde, cest le forçage radiatif qui génère une
dépression thermique et des hauts géopotentiels
(équation de Laplace)
Z 200 hPa
H
tempête tropicale
H
sommaire général
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Chap 2. Léquation de la thermodynamique sous
les tropiques

• Comme nous venons de le voir, le chauffage par
  condensation est un processus diabatique
• de première importance sous les tropiques.
• Comme lhypothèse dadiabatisme nest plus
  valable sous les tropiques, léquation de la
• thermodynamique sécrit

dQ taux de chauffage dQ gt0 par
Condensation dQ lt0 par pertes radiatives
(1)
1er cas hors régions convectives Sur le
Sahara, le refroidissement de latmosphère de
-1K/jour (dQ/dtlt0) par pertes radiatives est
compensé par de la subsidence adiabatique
denviron 0.3 cm/s (Wlt0). 2nd cas régions
convectives Dans la ZCIT, le chauffage de
latmosphère de 5K/jour (dQ/dtgt0) est compensé
par des ascendances de lordre de 3cm/s (Wgt0).
retour TUTT
sommaire général
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Chap 2. Les autres sources dénergies présentes
sous les tropiques linstabilité barocline et
linstabilité barotrope
Exemple de situation atmosphérique favorable à la
croissance dune onde barocline
La conversion dénergie barocline correspond à un
transport méridien de chaleur
sommaire général
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Chap 2. Les autres sources dénergies présentes
sous les tropiques linstabilité barocline
et linstabilité barotrope
Front froid
Dépression subtropicale dhiver
Ligne de cisaillement
Cold surge
sommaire général
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Chap 2. Les autres sources dénergies présentes
sous les tropiques linstabilité barocline
et linstabilité barotrope
2. Linstabilité barotrope
La condition nécessaire dinstabilité barotrope
sécrit
gt Une zone dinstabilité barotrope correspond
à un changement de signe du gradient
méridien du tourbillon absolu.
Source daprès Charney dans Morel (1973)
illustration avec un jet dEst
Ce schéma nous montre que la condition nécessaire
dinstabilité barotrope est vérifiée sur les
flancs sud et nord dun jet, i.e dans les régions
de forts cisaillements horizontaux de vent (Sh).


x
sommaire général
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Chap 2. Les autres sources dénergies présentes
sous les tropiques linstabilité barocline
et linstabilité barotrope
Énergétique de linstabilité
barotrope dans un jet dEst
situation favorable à la croissance de londe
x
Source De Moor, 91
La conversion dénergie barotrope correspond à un
transport méridien de quantité de mouvement zonal
u ou v
sommaire général
sommaire général
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Chap 2. Les autres sources dénergies présentes
sous les tropiques linstabilité barocline
et linstabilité barotrope
Linstabilité barotrope illustration
Dans les régions tropicales, certains
phénomènes déchelle synoptique peuvent être
expliqués par linstabilité barotrope.
Nord
Situation sur lAfrique de lOuest en
juillet-août
z
JEA
14N
orientation SO/NE de laxe des thalwegs
12N
600-700 hPa
Est
onde dest
- au sud du JEA, vers 12N, le cisaillement
horizontal de vent est de sens opposé (dirigé
vers louest) à linclinaison horizontale de
laxe des thalwegs-dorsales des ondes dest
africaine (dirigé vers lest) ce qui favorise
leur développement.
sommaire général
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Chap 2. Autre source dénergie sous les tropiques
le relief
Le relief Le relief nest pas un
mécanisme intrisèque à latmosphère mais joue
comme un élément extérieur favorable à la
formation de perturbations tropicales exemple
1 naissance de lignes de grain de façon
préférentielle sur le massif de lAïr sur
lAfrique exemple 2 le relief sur la Corne de
lAfrique génère des ondes gravité en aval et
donne de lénergie aux ondes dEst africaines

Chap 3 Climats régionaux
sommaire général
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Bibliographie chap.2

• De Moor G. et P. Veyre, 1991 Les bases de la
  météorologie dynamique Cours et Manuel n6 -
  
• p.193
• Lafore Support de cours Convection, Partie 2
  écrite par J. P. Lafore CNRM/GMME.
• Morel P. éditeur (1973) Dynamic Meteorology
  D. Reidel Publishing Company 622 p.