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Météorologie : 5 faits étonnants que vous ne soupçonniez pas

Crédits : Wikimedia Commons.

Dans cet article nous traiterons de cinq lieux communs que l’on pourrait qualifier de populaires fréquemment rencontrés en météorologie. L’ambition est ici de dynamiser un partage d’informations en phase avec les connaissances modernes acquises en météorologie extratropicale. Chaque point est explicité via un paragraphe dédié. De plus, pour chaque lieu commun, un lien vers un article plus approfondi est donné en complément. Les références bibliographiques qui ont servi à la construction du présent article peuvent être retrouvées à la fin des articles donnés en lien.

1. L’air froid ne force pas l’air chaud à monter au niveau des fronts

Comment fonctionne un front atmosphérique de grande échelle (front dit synoptique), tels les fronts froids et chauds qui nous amènent si souvent de la pluie et du vent ? L’explication que l’on retrouve dans la plupart des ouvrages météorologiques destinés au grand public indique que l’air froid (plus lourd) force l’air chaud (plus léger) à monter en altitude et à se condenser en nuages. Ce schéma semble également expliquer pourquoi le front froid est souvent plus actif et se déplace plus rapidement que le front chaud.

front froid front chaud météorologie
Représentation d’une perturbation météorologique avec front chaud (rouge), front froid (bleu) et occlusion (violet). Crédits : @SimonLeeWx.

Toutefois, le mécanisme réellement à l’œuvre est très différent de cette image d’Épinal. En effet, à l’échelle des fronts synoptiques, la rotation de la Terre impose une contrainte qui n’autorise pas un fonctionnement de type courant de gravité où l’air froid bouscule l’air chaud sur son chemin. Par conséquent, cette mécanique s’observe seulement à des échelles où la rotation de la Terre devient peu influente, autrement dit, au niveau de phénomènes de petite dimension comme les cellules orageuses. Une explication réaliste de la façon dont fonctionne un front synoptique peut être trouvée dans le lien donné ci-dessous.

Complément : Météorologie : le fonctionnement d’un front atmosphérique, bien plus subtil qu’on ne le croit !

2. Un anticyclone ne fait pas barrage aux dépressions

Qui n’a jamais entendu ou lu que, hors phénomènes de nuages bas l’hiver, un anticyclone garantissait le beau temps en bloquant ou en rejetant les perturbations atlantiques, empêchant ainsi ces dernières de pénétrer sur le territoire ? À cet égard, la conception populaire de l’anticyclone s’apparente à celle d’un dôme protecteur qui, selon sa présence ou son absence, empêche ou non les dépressions de circuler sur nos régions.

Là aussi, la réalité est bien différente. On peut opposer plusieurs critiques à cette vision des choses, mais nous nous contenterons de mentionner la plus importante. Et c’est encore une fois la rotation de la Terre qui entre en jeu. En effet, de par la rotation antihoraire (cyclonique) de notre planète, le processus de formation et de développement d’un tourbillon de sens opposé (anticyclonique, d’où le nom) est fortement limité. À l’inverse, les tourbillons cycloniques sont fortement accentués, car ils possèdent une vorticité de même signe.

Anticyclone dépression
Pression réduite au niveau de la mer (isolignes noires) et vent vers 1500 mètres (nuances de couleurs) prévus par le modèle européen IFS pour le 9 juillet 2018. Un anticyclone concerne le proche Atlantique et une partie de l’Europe de l’ouest. Crédits : ECMWF.

La rotation terrestre induit donc une asymétrie entre les tourbillons cycloniques, à forte inertie, et les tourbillons anticycloniques, à faible inertie. De fait, ces derniers ont peu ou pas d’habilité à agir de façon influente sur l’écoulement synoptique. En réalité, ce sont les cyclones et leur dynamique qui ont cette capacité et les anticyclones tendent finalement à s’organiser en fonction de la configuration du rail des dépressions, qui peut par exemple s’équilibrer à des latitudes élevées, nous laissant en régime anticyclonique chaud et sec.

Complément : Météorologie : comprendre le fonctionnement d’un anticyclone et ses (étonnantes !) caractéristiques

3. Un nuage n’est jamais poussé par le vent

Perçus à une certaine distance, les nuages nous semblent poussés par les vents tels de gros amas de coton. Vus de plus près, l’observateur attentif constatera toutefois que les nuages sont en réalité loin d’être passivement transportés par l’écoulement atmosphérique. Et pour cause, ils font partie intégrante de ce dernier. Plus précisément, ils concrétisent ses parties saturées, là où la vapeur d’eau se change en gouttelettes d’eau ou en cristaux de glace. Il n’y a donc pas vraiment de sens à désigner les formations nuageuses comme des entités subissant un vent extérieur : l’air entre et sort continument de ces régions.

Il reste que nous percevons bien ces choses qui se déplacent dans le ciel et que l’on appelle  » nuages « . Telles des ombres, ils n’ont cependant pas de réalité matérielle au sens où il ne s’agit pas d’objets clairement définis. Ils matérialisent simplement la dimension spatiale d’un volume d’air qui, en raison de conditions thermodynamiques spécifiques, a la particularité d’être visible. Au final, le mouvement perçu est en réalité celui de conditions et non d’entités. Il est impalpable, telle une ombre qui persiste à nous échapper.

Complément : Contrairement aux apparences, le vent ne pousse pas les nuages

4. La force de Coriolis est bien plus qu’une illusion d’optique

Dans la plupart des ouvrages de vulgarisation et même dans certains manuels de haut niveau, la force de Coriolis est décrite comme une simple conséquence des manipulations mathématiques liées au changement de référentiel ou pire, comme une illusion d’optique. Pourtant, la gravitation (autrement dit, une vraie force) intervient dans le mécanisme de l’effet Coriolis. Il ne s’agit donc pas d’un simple effet de perspective, mais d’un véritable phénomène physique, un fait rappelé et détaillé à de nombreuses reprises par feu Anders Persson, expert du sujet au SMHI, dans divers articles parus dans la littérature spécialisée.

planète Terre
En météorologie, l’effet Coriolis est dû à la rotation de la Terre. Crédits : flickr.

Il va sans dire que des explications inadaptées préviennent toute compréhension fine de la dynamique de l’atmosphère et de l’océan. Parmi tous les processus en jeu, l’effet Coriolis reste certainement le plus irritant du point de vue de l’enseignement. À l’origine de diverses interprétations trompeuses et ambiguës, on retrouve probablement une influence historique, mais également la persistance d’une mauvaise approche du concept perpétuée au fil des générations.

Complément : Comprendre la force de Coriolis et son rôle dans la dynamique de l’atmosphère et de l’océan

5. Les dépressions et les anticyclones ne bougent pas en bloc

L’observation des cartes de pression à la surface de la mer révèle l’existence d’entités barométriques se déplaçant globalement d’ouest en est. Ce sont nos dépressions et nos anticyclones si coutumiers des bulletins météorologiques quotidiens. Aussi, il est fréquent d’assimiler ces systèmes de pression à des objets physiques pour la simple et bonne raison qu’ils semblent se déplacer en tant qu’individualités, c’est-à-dire en bloc, un peu comme des voyageurs confortablement embarqués sur une rivière.

Néanmoins, lorsque l’on se plonge dans la physique des phénomènes en question, des choses étonnantes apparaissent. Prenons le cas d’une dépression avançant vers l’est. L’observation des paramètres atmosphériques démontrera de façon indéniable que la structure évolue de façon cohérente dans l’espace. La pression, le vent, les nuages, etc. se déplaceront comme une unité fonctionnelle. Pourtant, la dynamique montre que les parcelles d’air entrent et sortent constamment de la zone dépressionnaire. Près de la surface, elles circulent moins vite que la dépression et la traversent d’est en ouest puis s’en échappent. En altitude, elles circulent au contraire plus vite et la traversent d’ouest en est.

front dépression météorologie
Enroulement dépressionnaire dans le Pacifique nord-ouest le 9 janvier 2019. On devine bien l’emplacement de la dépression et celui du front froid. En outre, un régime de traîne est clairement identifiable à l’arrière de la virgule nuageuse. Crédits : Wikimedia Commons.

Par conséquent, à maturité, le vortex pourra être composé de parcelles d’air totalement différentes de celles impliquées 48 heures auparavant. Autrement dit, le déplacement de la dépression n’est pas celui de l’air tourbillonnaire qui la compose. Donc la conception de mouvement en bloc apparenté à celui d’un objet physique ne tient pas. La question est donc de savoir ce qui se déplace réellement et pourquoi ce qui se déplace le fait de façon cohérente, c’est-à-dire en gardant une structure particulièrement bien préservée. Les réponses à ces questions peuvent être trouvées dans le lien donné en complément ci-après.

Complément : Dépressions et anticyclones : des systèmes météorologiques plus étonnants qu’on ne pourrait le penser