Perturbations des régions tempérées

1. Perturbations des régions tempérées 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 jets • 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 QUITTER

2. 3 janvier 1996 21 UTC 4 janvier 1996 12 UTC Naissance du tourbillon cyclogénèse 6 janvier 1996 15 UTC 5 janvier 1996 15 UTC dégénérescence (occlusion) maturité ordonnancement classique cyclolyse Morphologie des dépressions (vue satellite) (1/5) creusement (amplification)

3. 2000 km ou plus bande spiralée largeur # 500 km 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 Morphologie des dépressions (vue satellite) (2/5) • Dimensions caractéristiques 5 janvier 1996 15 UTC R 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

4. D 980 990 1000 1010 Morphologie des dépressions (vue de dessous) (3/5) • Distribution en surface de la pression et du vent Zones de discontinuité de vent et de pression accompagnées de vents forts rotation et renforcement du vent

5. 8° 6° 8° 10° 10° 18° fort gradient de température 16° 14° 12° Morphologie des dépressions (vue de dessous) (4/5) • Distribution en surface de la température et de l’humidité (td) Air froid et sec Zones de discontinuité de température et d'humidité Air froid et sec Air chaud et humide

6. D 8° 980 6° 8° 10° 10° 990 18° 1000 16° 14° 12° 1010 Morphologie des dépressions (les fronts) (5/5) • Résumé des caractéristiques d’une dépression Forte corrélation entre zones nuageuses précipitantes variations de pression rotations, accélération du vent variations de température et d’humidité tout un ensemble de caractéristiques se trouvent concentrées dans des bandes étroites spiralant vers le minimum de pression une ligne, un simple trait peut suffire à synthétiser cet ensemble  le front

7. Symbolisme, identification • Les fronts : zones de discontinuité de température et de vent en surface s'accompagnant de précipitations et de vents forts on note front chaud si la «température» augmente au passage du front on note front froid si la «température» diminue au passage du front D on note occlusion la trace en surface de la vallée chaude qui passe au-dessus de l'air froid 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

8. 995 1000 08 11 1005 10 08 12 10 10 15 1010 09 14 16 10 1015 16 11 12 15 Morphologie des dépressions (résumé) pression en surface vent en surface température du point de rosée images visible infra-rouge précipitations

9. CS-CI AS NS SH RA/SN RA/SN précipitations CS-CI AC AS CB CB CU NS SH SH - RA/SN Fronts : nuages et précipitations • Coupes verticales Air chaud stable Air chaud instable averses CU et CB formés par convection Nuages formés par ascendance de l'air chaud

10. FL070 ISO 0° FL030 SFC X Y FL FL t t 0°C 0°C Fronts : structure thermique • L'isotherme 0°C 070 070 030 inversion frontale SFC

11. Fronts : détails des précipitations • Les précipitations surfondues FL070 FL030 SFC RA RA RA RA FZRA SN zone de précipitations surfondues

12. tropopause 90 80 100 70 60 L 50 40 D 50 30 X Y Y X Jet Fronts et jets • Le jet polaire altitude jet 120 kt isotaches jet de basses couches hauteur 1 à 2 km 40 - 80 kt Le jet polaire vitesse : 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) surface

13. Cs tropopause Cc jet As Ac pente moyenne 2% isotherme 0°C Ns (Cb) subsidence Cu Front de surface Le front froid : détails de circulation • 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.

14. pente moyenne 1% Le front chaud : détails de circulation • 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.

15. - - - - - - L'occlusion (1/2) • N’est plus forcément une réalité au sens des contrastes vents et températures mais caractérise plutôt des bandes nuageuses et pluvieuses occlusion à caractère de front froid occlusion à caractère de front chaud

16. Ci Cs Cc As Ac Ns (Cb) St L’occlusion (2/2) • détails de circulation

17. pression niveau mer isohypses 700 hPa épaisseurs (températures moyennes) 1000-700 hPa Evolution dans le temps d’une perturbation (1/2) • Évolution de la température et de la pression en 36 heures

18. Evolution dans le temps d’une perturbation (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

19. -- - -- - Vocabulaire complémentaire conventionnel • Front ondulant ou stationnaire • Ligne de convergence • Front secondaire

20. Perturbations et secteurs nuageux Tête nuages d'altitude CI-CS envahissant le ciel TETE CORPS TRAINE SECTEUR CHAUD Traîne CU et CB SH Secteur chaud advection d'air chaud hiver zones continentales FG/ST d'advection été avec instabilité CU-CB d'évolution locale

21. D D intervalle intervalle d Famille de perturbations • Au même instant : 3 perturbations à des stades d'évolution différents 3 vieillissement 2 maturité 1 formation zone de liaison

22. observateur secteurs pression vent sfc sud-ouest td sud se renforçant nord-ouest rafales visibilité temps Résumé des caractéristiques • Variations des paramètres au passage d'une perturbation classique d'ouest secteur chaud traîne corps corps tête rotation très bonne sauf sous averses mauvaise médiocre mauvaise bonne temps variable Cu/Cb avec averses temps couvert avec précipitations (orages si instable) nuages bas avec bruine temps couvert avec précipitations (orages si instable) nuages élevés

23. Par où passent les dépressions ? (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).

24. Par où passent les dépressions ? (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).

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

26. Situations types : circulation d’Ouest

27. B D surface altitude A H Situations types : circulation d’Ouest • A sud Europe, D nord Europe • 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

28. Situations types : circulation de Nord

29. B D altitude surface H A Situations 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)

30. D surface altitude H B A Situations 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

31. Situations types : circulation de Sud

32. B D altitude surface H D A Situations types : circulation de Sud-Ouest • D (ou thalweg) Atlantique, A (ou dorsale) Europe • 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

33. Situations types : circulation d'Est

34. A B altitude surface H D Situations types : circulation de Sud-Est • D en Méditerranée, A nord Europe • 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

35. D B altitude surface A H H Situations types : anticyclonique • A Europe • peu courant mais persistant • air sec et froid en hiver, chaud en été • cyclogénèse se développant en Méditerranée

36. D B D altitude surface H d Situations 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

37. Perturbations des régions tempérées FIN Première diapositive