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Une certaine famille d'explication des dépressions et des tempêtes,
utilisée par des météorologistes et d'autres, en donne pour «cause»
le déplacement d'une masse d'air, en particulier une masse d'air
froide. Ce mouvement de masse d'air, «cause» de la formation d'une
tempête, doit donc la précéder. Cette approche est assez répandue,
et cela depuis fort longtemps: beaucoup ne se sont pas satisfaits
de l'idée d'instabilité spontanée du front polaire, assez abstraite
en effet, et ont voulu trouver une raison plus franche à ses ondulations
(cette idée remonte donc très loin). Les tenants de cette vision
entreprennent alors d'expliquer pourquoi la masse d'air froid se
met en mouvement. L'idée qui se dégage, exprimée avec plus ou moins
de clarté, débouche tôt ou tard sur le fait que cet air froid est
«lourd» et qu'il glisse, s'écoule sur la Terre. Il bouscule ensuite
tout sur son passage, soulevant l'air chaud «léger» . Parfois, il
s'embusque derrière des montagnes pour mieux nous surprendre d'un
orage inattendu.
Avec ce type d'explication, on a quitté en fait le domaine de la
physique. On s'en remet au seul poids des mots et des images. Au
niveau de ces quelques pages, il est vrai que les explications que
nous proposons semblent aussi reposer sur des mots et des images:
c'est en fait un des problèmes de la communication scientifique.
La grande différence se découvre en travaillant avec les méthodes
de la physique, en prêtant attention à des choses comme la conservation
de l'énergie, du moment cinétique, aux forces, etc. Et bien sûr,
voilà plus de trois siècle que, pour éviter tous les pièges et les
contradictions du langage, on fonde le raisonnement sur les mathématiques.
Les idées que nous résumons ici sont une expression simplifiée à
l'extrême de théories et faits d'observations dont les bases se
trouvent dans des livres de météorologie dynamique, comme
celui de De Moor et Veyre (1991).
Bref, comme indiqué sur la figure
9, le poids de l'air froid sur Terre est plutôt un handicap
qu'une aide à se mouvoir.
Associer la prévision d'une tempête à la mise en route d'une masse
d'air, c'est déjà être en retard sur l'événement (pour
en savoir plus sur la prévision du temps). En effet, si une
masse d'air bouge, c'est que, quelque part, un moteur s'est constitué
plusieurs dizaines d'heures avant: c'est là que sera la dépression.
C'est là une idée simple basée sur la conservation de l'énergie:
un mouvement de masse d'air, c'est du vent, le vent c'est de l'énergie
cinétique. Cette énergie, d'où vient-elle ? Une fois sa source identifiée,
comment s'est-elle convertie en vent ?
Cette question est la question centrale de la météorologie du 19e
siècle, qui a tout envisagé, tout essayé. Elle a été résolue par
le météorologiste autrichien Max Margules vers 1903. Le mécanisme,
lui, est connu depuis les années 1940: c'est le «moteur barocline»
(voir pages : Comment le vent se renforce-t-il
au cours d'une tempête ? - Comment
une dépression se dirige-t-elle vers l'Est ? - Comment
une dépression explose-t-elle en tempête ?)
Quand, dans les présentes pages, nous pointons un système météorologique
qui se déplace ou se développe, nous l'associons à un mécanisme
physique qui explique ce déplacement, même si la formulation en
langage courant ne fait allusion qu'aux résultats et non à la démonstration
elle même.
Une masse d'air homogène est, sur le plan dynamique, sans intérêt:
aucune transformation d'énergie de grande échelle ne peut avoir
lieu en son sein. Le rail des dépressions, en revanche, est comme
une sorte de centrale thermique: c'est là que toutes les conversions
ont lieu, que le mouvement se crée. C'est pourquoi il est le concept
important ici.
Encore trois remarques:
considérer
qu'une seule masse d'air, froide ou chaude, peut créer du mouvement
est contraire au second principe de la thermodynamique: il faut
donc toujours associer deux sources;
le principal
facteur de variation de la pression est la hauteur de la colonne
d'air et non sa température;
notre
attention est parfois attirée sur la forme lenticulaire que prend
l'air froid quand il gagne des latitudes sud à l'occasion
(et non avant) de la formation de dépressions de grande échelle;
cette forme est, en effet, très visible sur les images des satellites,
mais on la retrouve aussi bien avec une bonne carte d'observations
de surface.
Cette forme est bien connue des météorologistes depuis au moins
une centaine d'année: la tradition française est de la nommer «traîne»
. Elle est une conséquence de la formation des dépressions: c'est
le rôle même des dépressions, en se creusant, d'entraîner de l'air
chaud aux hautes latitudes et altitudes et de l'air froid aux basses
latitudes et altitudes. Cet ordre dans l'enchaînement des événements
se montre aisément, au moyen de modèles très simples de l'atmosphère.
On peut rendre l'air froid aussi froid et lourd qu'on veut, rien
ne se passe. En revanche, tout se met en route dès qu'on touche
le courant-jet, le rail des dépressions. A l'issue de cette mise
en marche, les masses d'air se déplacent et l'air froid, en particulier,
prend cette forme si identifiable (la figure
37 peut servir d'exemple: ne regarder que les isolignes rouges
et noires).
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