Anticyclones et dépressions
Anticyclones et dépressions
Nous sommes familiarisés en France avec les deux vedettes de nos prévisions météorologiques : l’anticyclone des Açores qui apporte du beau temps lorsqu’il s’étend durablement sur l’Europe ; et la dépression d’Islande, porteuse de perturbations. Mais il existe d’autres dépressions et d’autres anticyclones, comme les anticyclones de Californie, de Sibérie ou du Groenland, tous schématiquement alignés le long de certains parallèles et formant des « ceintures » anticycloniques ou dépressionnaires autour du globe.
Nous voyons alors se dessiner de gigantesques mouvements de convection dont la source d’énergie est à 99 % l’énergie solaire : ce sont les cellules de convection. En partant de l’équateur, nous rencontrons ainsi les cellules tropicales, ou « cellules de Hadley », baptisées d’après le nom du physicien et météorologiste anglais George Hadley (1685-1768), qui le premier a donné une description fine de ces mouvements convectifs. Elles sont situées entre la ceinture des basses pressions équatoriales et celle des hautes pressions subtropicales – c’est la zone des alizés. Puis on rencontre les cellules situées aux latitudes moyennes, entre les tropiques et les cercles polaires (ce sont les « cellules de Ferrei », entre 30° et 60° de latitude, environ), et enfin les cellules polaires, situées entre les cercles polaires et les pôles. Les masses d’air qui forment ces cellules sont évidemment contrarotatives (elles « tournent » en sens contraire) : en partant du pôle Nord et en se dirigeant donc vers le sud, on rencontre d’abord des vents d’est polaires, puis des vents d’ouest (les vents dominants en Europe moyenne, par exemple), puis les alizés de nord-est soufflant vers le sud-ouest. Si l’on franchit l’équateur et que l’on continue vers le pôle Sud, on rencontrera successivement les alizés du sud-est soufflant vers le nord-ouest, puis les vents d’ouest, puis des vents d’est polaires.
Les trajectoires générales dont il vient d’être question paraissent infléchies, et non orientées nord-sud, parce que la Terre tourne sur elle-même. C’est le phénomène nommé « force » de Coriolis, d’après le nom de son théoricien, le mathématicien et physicien Gustave Gaspard Coriolis (1792-1843). C’est une force fictive : par rapport au système de coordonnées en rotation représenté par la Terre sphérique en mouvement, la force de Coriolis paraît imprimer une trajectoire courbe aux objets qui décrivent une trajectoire rectiligne. En réalité, par rapport aux étoiles fixes, par exemple, les objets en question conservent celle trajectoire. La force de Coriolis rend ainsi compte de l’orientation des alizés par rapport à la surface du globe, qui soufflent vers le sud-ouest dans l’hémisphère Nord et vers le nord-ouest dans l’hémisphère Sud. Elle explique donc le sens contraire de la rotation des cyclones dans les hémisphères Nord et Sud ; elle expliquerait aussi ceux des vortex qui se forment lorsque l’on vide une baignoire ou un lavabo (mais il s’agirait, pour ce dernier phénomène, d’un mythe tenace. Il convient d’en tenir compte en balistique, non seulement en artillerie, mais aussi pour les lancements de satellites. La force de Coriolis expliquerait aussi l’usure plus importante des rails droits des voies de chemin de fer orientées nord-sud en ligne droite, dans l’hémisphère Nord.
Au-dessus des océans, et en raison de leur inertie thermique, la zone de convergence intertropicale varie peu en latitude ; elle est en outre assez nette. Ce n’est pas le cas au-dessus des continents où elle est plus floue. Et comme elle tend à correspondre à l’équateur thermique et que l’hémisphère Nord comprend beaucoup plus de terres émergées que l’hémisphère Sud, elle se situe en moyenne au nord de l’équateur géographique et se déplace plus encore vers le nord en été.
Un dernier type de mouvements atmosphériques est représenté par ce que l’on nomme « jet-streams » ou « courants-jets ». Il s’agit de vents très violents, qui peuvent dépasser 400 km/h et que l’on rencontre au niveau de l’interface entre la troposphère et la stratosphère : la « tropopause », entre 10 et 15 km d’altitude. Les deux principaux jet-streams par hémisphère sont le jet-stream subtropical à environ 30° de latitude et le jet-stream polaire vers 60° de latitude. Ils sont formés par la déviation des vents des couches supérieures de la troposphère par la force de Coriolis. Le courant-jet polaire se déplace d’ouest en est. La violence des courants-jets est provoquée par la rencontre de masses d’air polaires froides et denses avec des masses d’air subtropicales chaudes et moins denses. Le courant-jet subtropical est moins violent en moyenne que le polaire. Il a cependant les mêmes causes que ce dernier. Les jet-streams jouent un rôle important en matière météorologique : plongeant vers le sud lors d’hivers rigoureux, ils peuvent amener d’importantes masses d’air froid et renforcer encore ce caractère rigoureux. Ils peuvent également jouer un rôle non négligeable dans la mondialisation des effets de certains épisodes climatiques intenses, comme lors des années à El Niño très puissant.
Il faut aussi prendre en compte l’importance capitale des mouvements de l’océan mondial, en surface et en profondeur. Nous n’aborderons pas ici les brassages les plus superficiels des océans et des mers : les houles, provoquées par les vents réguliers de haute mer, et les vagues qui sont des perturbations des houles causées par la proximité des côtes ou par des vents locaux. Ces phénomènes ne se font pratiquement plus sentir au-delà de 100 m de profondeur.
Nous sommes maintenant à même de comprendre une partie du phénomène El Nino : dans la zone intertropicale de l’océan Pacifique. Les alizés, qui soufflent d’est en ouest à basse altitude, engendrent un courant d’eaux chaudes de surface (plus de 28 °C) vers l’ouest du bassin Pacifique. Par accumulation des masses d’eau et dilatation thermique, le niveau moyen de la partie ouest est supérieur à celui du bord est d’environ 50 cm. Par convection, les masses d’air chaud et humide s’élèvent, se condensent en nuages et provoquent des pluies abondantes jusqu’en Australie. En altitude ensuite, et pour des raisons de différences de pression, les vents soufflent en sens contraire : on les nomme parfois « contre-alizés » ; puis les masses d’air redescendent lorsqu’elles sont revenues à leur point de départ, le long des côtes du Pérou, de l’équateur. Dans cette région, les alizés provoquent aussi un phénomène de remontée des eaux froides côtières, chargées d’éléments minéraux favorables à la production de plancton. Les chaînes alimentaires sont continues : pêcheurs et oiseaux de mer disposent d’anchois et autres poissons d’eaux froides en quantité suffisante.
Pour des raisons qui ne sont pas encore véritablement élucidées mais qui font l’objet de nombreuses recherches, il se produit parfois que les champs de pression atmosphériques des parties ouest et est tendent à s’équilibrer. Du même coup, l’intensité des alizés diminue ; la direction des vents peut même s’inverser dans le Pacifique central et occidental. C’est alors qu’apparaît plus fortement le petit courant chaud, El Nino : il n’est plus entraîné par les alizés et peut se manifester le long des côtes. Il n’est donc pas la cause des catastrophes qui lui sont habituellement associées, mais la conséquence d’un autre phénomène : l’inhibition de la remontée des eaux froides profondes, ordinairement provoquée par les alizés. Or, en temps normal, ces eaux riches en sels minéraux « fertilisent » la mer. Lorsque ce n’est plus le cas, la production de plancton végétal s’effondre, et l’ensemble de la chaîne alimentaire se disloque : le zooplancton, les poissons qui s’en nourrissent, les oiseaux et mammifères marins qui se nourrissent de ces poissons, tous sont touchés, et meurent de faim.
En fin de chaîne, les pêcheurs de la région sont ruinés. Les courants de surface de l’océan mondial jouent donc dans cette région un rôle majeur. Nous allons voir qu’il en est de même partout ailleurs sur la planète-océan.
Vidéo: Anticyclones et dépressions
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