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Le vent

Le vent est le mouvement de l'air.

Pour nous, le vent peut être:

  • mon chapeau qui s'envole;
  • une brise fraîche;
  • la porte qui claque;
  • celui qui m'a fait tombé du vélo;
  • mon parapluie qui s'envole;
  • celui qui souffle dans un arbre.

Le vent fait plus que nous affecter. Le vent déplace les nuages de leur lieu d'origine vers le lieu où ils feront tomber les précipitations, il transporte le pollen des plantes sur plusieurs kilomètres ou la poussière des déserts dans les régions voisines.

Le vent apporte aussi de l'air frais dans les villes polluées, transporte la poussière et la pollution sur des milliers de kilomètres, parfois endommage les maisons et les routes et influence le traffique de l'air chaque jour.
Le vent est à la base de nombreuse activités humaines et sportives: il fait bouger les bateau à voiles, les montgolfières et les planeurs, il est utilisé par les wind- et kitesurfeurs, les parapentistes ainsi que par les amateurs de modèles réduits. Les surfeurs dépendent aussi du vent: les vagues qu'ils utilisent sont créées par les vents.
Sans vent, la météo n'existerait pas et notre Terre aurait un tout autre visage.

D'où vient le vent?

Courant d'air froid dans une vallée au-dessous d'un pont (France)

Courant d'air froid dans une vallée au-dessous d'un pont (France), Dans la vallée (à droite), l'insolation dissout le nuage et interrompt l'afflux d'air froid.

Qu'est-ce que le vent? Le vent est - pour faire simple - le mouvement de l'air dans la troposphère, la plus basse couche de l'atmosphère terrestre. Le vent se développe dans la "couche du temps" grâce aux caractéristiques suivantes de l'air:

  1. L'air consiste en une mixture de gaz (azote, oxygène et autres).
  2. L'air transmet mal la chaleur et la relâche que lentement.
  3. L'air n'est quasiment pas réchauffée par les rayons du Soleil.
  4. L'air devient plus clairsemé avec l'altitude.
  5. L'air peut contenir de la vapeur d'eau en grandes quantités (en moyenne environ 1%).

L'émergence du vent - c'est-à-dire le mouvement de l'air - se produit de la manière (simplifiée) suivante:

  1. La surface de la Terre est réchauffée par les radiations solaires - souvent de 10°C et plus les jours ensoleillés.
  2. Les plus basses couches d'air sont réchauffées au contacte du sol et donc s'étendent.
  3. L'air plus chaud et plus léger s'élève désormais en déplaçant l'air plus froid et plus lourd au-dessus de lui.
  4. La "bulle" laissée par l'ascension de l'air est remplie par de l'air plus froid et plus lourd (qui, de manière générale, s'écoule depuis les alentours ou depuis les collines environnantes).

Ce processus engendre le mouvement de masses d'air plus grandes, et donc du vent. Le vent se crée par différence de pression.

Importance du vent

Vous pouvez observez le même phénomène lorsque vous allumez une bougie. L'air autour de la bougie se réchauffe (extrêmement) et s'élève. Si vous mettez un petit moulin à vent (ou des fils fins) au-dessus, leur mouvement montrera l'air qui s'élève.

Dans l'atmosphère, ces processus se produisent à grande échelle et sont énormes. La station propulsive, le Soleil, est plus grand que la bougie: l'énergie solaire arrivant sur Terre est 5000 fois plus grande que l'énergie utilisée par tous les êtres humains rassemblés.

Le vend se produit dans des régions à petite échelle mais aussi dans de plus grandes dimensions.

1. Vents locaux

Les radiations du Soleil réchauffent le paysage à petite échelle déjà. Considérons un bâtiment: le mur du côté ensoleillé se réchauffe plus que celui du côté ombragé. Ouvrons maintenant la fenêtre des deux côtés, nous avons un léger "vent". Un courant d'air se développe, car l'air froid (plus lourd) venant du mur ombragé s'écoule en direction de l'air plus chaud (et plus léger) du mur ensoleillé. Tant que le Soleil continue de briller, l'événement se maintient, car l'air froid s'écoulant se réchauffe relativement vite et laisse la place à du nouvel air froid et ainsi de suite.

Plus d'exemples pour des systèmes de vent locaux peuvent être trouvés facilement: dans chaque région où vous pouvez trouver une différence de température de plus de 2°C, un écoulement d'air peut être mesuré. Pour cela, la surface d'une table ou une rue suffisent si elles sont chauffées par le Soleil.

De pus puissants mouvements d'air locaux se créent par eux-mêmes en tant que "vents ascendants" dans les plus hauts niveaux de l'atmosphère. Quand vous regardez les oiseaux un jour ensoleillé, tels que les buses ou les faucons, vous les voyez faire des cercles pour obtenir plus de hauteur. Ils tournent autour du centre du tube du courant ascendant.

Les systèmes de vent locaux vont rarement plus vite que 30-40 km/h. Cependant, lorsque plusieurs vents locaux se rapprochent les uns des autres, comme par exemple lors d'un orage, des systèmes de vent régionaux se développent. Ceux-ci deviennent de plus en plus puissants, augmentent leur vitesse et parfois, sous des conditions particulières, se transforment en orage.

2. Vents régionaux

Si des différences de température se produisent en permanence, des systèmes de vent régionaux émergent et s'écoulent sur plusieurs kilomètres et durent plusieurs jours. Ils atteignent temporairement les plus grandes vitesses de vent mesurées au sol. Ces systèmes ne sont pas durables et c'est pourquoi ils sont parfois aussi surprenants. Cela explique pourquoi ils sont les systèmes les plus dangereux.

Les types de vents - Exemples

Le foehn

Carte des nuages et précipitations d'une situation de foehn

Carte des nuages et précipitations d'une situation de foehn (Suisse, 27.04.2010, 02h00): de fortes précipitations se déversent au Sud des Alpes. Le foehn, qui souffle sur l'autre versant, chasse la couverture nuageuse de l'arête des Alpes jusqu'en Forêt Noire et au Lac de Constance.

Représentation schématique d'un vent catabatique local à l'Ouest du Lac Léman

Représentation schématique d'un vent catabatique local à l'Ouest du Lac Léman (Yvorne): Samedi 3h00, le vent souffle du Sud-Ouest depuis le Valais en direction du Lac Léman. À 3 km d'altitude (dès une pression de 750 hPa), il atteint un vent d'ouest opposé. Durant la journée (12h00), le vent souffle de l'Ouest dans la vallée et là l'afflux d'air froid en Valais est réchauffé par insolation.

Le foehn est une forme spéciale de vent chaud et sec dévalant les vallées, qui se développe par l'afflux d'air humide sur l'autre versant de la montagne. L'air s'élève le long de la montagne, tout en se refroidissant et en perdant une bonne partie de son humidité sur le « versant humide », appelé versant au vent. Il en résulte alors une lourde et torrentielle pluie sur ce versant. Une fois passé sur l'autre versant de la montagne (appelé versant sous le vent), l'air s'écoule vers le bas et se réchauffe plus vite que le refroidissement sur l'autre versant, car il a perdu son humidité en montant. L'air descendant sur le versant sous le vent est donc plus aride et plus chaud.

Les orages

Représentation schématique de la formation d'un orage

Représentation schématique de la formation d'un orage
Source: Wikimedia Commons

Les nuages d'orages se développent à cause de l'élévation d'air chaud et humide. Sont requis: (1) une couche d'air humide avec un agrandissement près du bas; (2) une chute brutale et verticale des températures et; (3) un déclenchement pour l'élévation d'air humide (ascension), pour que le tube d'écoulement vers le haut se développe.

A cause de la grande différence de température, l'air humide et chaud s'élève très rapidement puis se refroidit. À partir d'une certaine altitude (niveau de condensation = base du nuage) des gouttelettes apparaissent. L'élévation se renforce par de grandes différences verticales de températures et d'humidité et les vents peuvent atteindre les 100 km/h. Lorsque ces différences sont spécialement grandes, des tornades apparaissent et leurs tourbillons atteignent une vitesse de plus de 500 km/h. Ces orages sont capables de détruire des immeubles.

Les ouragans

De manière générale, les ouragans se développent dans les régions tropicales lorsqu'un fort rayonnement solaire crée une grande différence entre température et pression. C'est particulièrement le cas au-dessus des océans chauds et de grandes masses d'air humide élevées par un fort réchauffement. Ces dernières peuvent se développer en gros orages et se consolider en plus grandes cellules orageuses. Dans les moyennes latitudes (autour des tropiques), de telles cellules se mettent en rotation autour d'un centre de basse pression (l' "oeil" de l'orage). Et sous certaines conditions, le tournoiement devient si puissant que les vents autour de la cellule peuvent aller à plus de 150 km/h. Le centre se déplace généralement vers l'ouest en s'éloignant de l'équateur. Dans cette direction, les ouragans peuvent se développer sur plus de 100 km, peuvent persister pendant plusieurs semaines et détruire des régions supérieures à 1000 km². Sur la terre, ils perdent rapidement leur puissance et la destruction concerne donc principalement les côtes.

Le Jet Stream

À cause des grandes différences de température entre les pôles et l'équateur, de large systèmes de vent se développent et persistent sur de longues périodes de temps et au-dessus de continents entiers. Ces systèmes ont une influence déterminante sur le climat de la Terre.

Le "Jet Stream" est une ceinture de vent fort large de 100 km à la limite supérieure de la troposphère. Elle se crée en conséquence d'une compensation globale entre différentes températures – resp. régions de pression. Cette ceinture est en apparence, tout comme les alizés, très solide et stable. Au sein du Jet Stream se trouvent les plus puissants vents naturels, avec des vitesses au-delà de 600 km/h. Le Jet Stream est difficile à quantifier et peut seulement être illustré et analyzé sur des cartes de hautes altitudes. Par exemple, vous pouvez voir les bandes du Jet Stream sur une carte avec des vents élevés à 10 km d'altitude (voir carte mondiale des vents à 10 km d'altitude ci-dessous).

Carte mondiale des vents à 10 km d'altitude

Carte mondiale des vents à 10 km d'altitude. Bandes du Jet Stream au-dessus du Pacifique et de l'Océan Indien

Sur l'animation suivante, la carte du monde est considérée depuis des couches d'air ascendantes. Comment change la force du vent avec l'altitude?

Carte animée du Monde

Carte animée du Monde

L'animation commence avec les couches d'air basses puis augmente l'altitude. Nous pouvons voir que la vitesse du vent augmente avec l'altitude, en particulier dans la zone du Jet Stream.