Circulations à méso-échelle

Là où la terre rencontre la mer ou la plaine rencontre la montagne, les contrastes quotidiens de réchauffement mettent l'air en mouvement, produisant les brises de mer, les vents de vallée et d'autres circulations locales qui façonnent le temps à l'échelle humaine.

Definition

Les circulations à méso-échelle sont des systèmes de vents locaux à l'échelle mésoscopique, entraînés par des différences horizontales de réchauffement ou par le terrain, tels que la brise de mer et les vents de montagne-vallée, qui se manifestent indépendamment du flux synoptique plus large.

Scope

Ce sujet couvre les circulations à méso-échelle forcées thermiquement et par le terrain, y compris les brises de terre et de mer, les vents de montagne-vallée et de pente, ainsi que les systèmes de vents locaux associés, et la manière dont ils redistribuent la chaleur, l'humidité et les polluants, et peuvent déclencher la convection.

Core questions

• Comment les différences de réchauffement entre la terre et la mer entraînent-elles la circulation de la brise de mer ?
• Comment le terrain force-t-il les vents de vallée, de pente et de montagne ?
• Comment ces circulations influencent-elles le temps local et la qualité de l'air ?
• Comment les flux convergents à méso-échelle peuvent-ils déclencher des orages ?

Key theories

Circulation de la brise de mer

De jour, la terre se réchauffe plus rapidement que la mer adjacente, créant un gradient de pression horizontal qui entraîne l'air frais vers le continent sous forme de brise de mer, avec une brise de terre inverse se développant la nuit lorsque la terre se refroidit plus rapidement.

Vents de montagne d'origine thermique

Le réchauffement différentiel des pentes et des fonds de vallée entraîne des vents ascendants le long des pentes et des vallées pendant la journée, et un drainage descendant le long des pentes et des vallées la nuit, produisant des systèmes de vents de montagne diurnes caractéristiques.

Mechanisms

La terre et l'eau se réchauffent et se refroidissent à des rythmes différents ; ainsi, de jour, la terre plus chaude crée une pression plus basse qui attire l'air marin plus frais vers l'intérieur des terres sous forme de brise de mer, s'inversant en brise de terre la nuit. Sur les terrains complexes, les pentes ensoleillées réchauffent l'air adjacent et entraînent des flux ascendants le long des pentes et des vallées pendant la journée, tandis que le refroidissement radiatif nocturne produit de l'air dense qui s'écoule vers le bas des pentes et des vallées. Les zones de convergence le long des fronts de brise de mer et dans les vallées peuvent soulever l'air suffisamment pour déclencher des nuages et des orages.

Clinical relevance

Les circulations à méso-échelle influencent fortement la température locale, l'humidité et le vent, la dispersion des polluants atmosphériques dans les villes côtières et les vallées montagneuses, l'implantation des ressources éoliennes et solaires, et le déclenchement des orages de l'après-midi, ce qui les rend importantes pour les prévisions locales et la gestion de la qualité de l'air.

History

Les circulations locales, telles que la brise de mer, sont reconnues depuis l'Antiquité, mais leur étude quantitative a progressé au XXe siècle grâce aux observations et à la modélisation numérique de la méso-échelle, y compris des travaux de modélisation fondamentaux sur la brise de mer et des études détaillées de la météorologie de montagne.

Key figures

• Jacob Bjerknes
• Roger Pielke
• C. David Whiteman

Seminal works

• markowski2010
• wallace2006

Frequently asked questions

Pourquoi une brise fraîche souffle-t-elle souvent de la mer par un après-midi ensoleillé ?

Par une journée ensoleillée, la terre se réchauffe plus vite que la mer, de sorte que l'air au-dessus de la terre s'élève et qu'une pression plus basse s'y forme ; l'air plus frais et plus dense venant de la mer s'écoule alors vers l'intérieur des terres pour le remplacer, produisant la brise de mer rafraîchissante.

Pourquoi l'air froid s'écoule-t-il dans les vallées la nuit ?

Après le coucher du soleil, les pentes se refroidissent en rayonnant de la chaleur, refroidissant l'air adjacent ; cet air froid et dense glisse vers le bas et s'accumule dans les vallées, c'est pourquoi les fonds de vallée deviennent souvent plus froids que les pentes environnantes pendant la nuit.