II°) Pourquoi les masses d' air se déplacent-elles?


Les mouvements de l' air ont pour origine des différences de température qui entrainent des différences de pression. Ainsi la circulation des masses d' air peut être expliquée par la présence de champs de pression.

Les mouvements de l' air sont ressentis sous forme de vent. Pour le caractériser, on utilise sa vitesse et sa direction. La vitesse du vent s' exprime en miles/h (1 mile=1609m), en km/h, en m/s, en noeuds ou encore comme une force sur l' échelle de Beaufort.


Les déplacements de l' air se caractérisent par deux types de sens et direction :
- les déplacements horizontaux
- les déplacements verticaux
Ils sont liés à plusieurs phénomènes comme les instabilités, le relief de la Terre, le système dépressionnaire ou certaines forces.

1°) Les déplacements horizontaux

Les déplacements horizontaux sont dus au fait que les masses d' air sont soumises à des forces présentes à tous les niveaux de l' atmosphère. Ce sont elles qui provoquent les vents.
On en ressence pas moins de 4 principalement :

¤ La force de Coriolis :
La force de Coriolis s'exerce sur tout corps en mouvement à la surface terrestre. Elle est produite par l'accélération complémentaire due à la rotation de notre planète.

Ce phénomène fut mis en évidence au XIXe siècle par le mathématicien et ingénieur français Gaspard Coriolis. La force de Coriolis, bien que de faible intensité, joue un rôle prépondérant dans la direction des vents et des courants océaniques. Ceux-ci sont déviés vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud. La force de Coriolis est également à l'origine du déplacement tourbillonnaire des masses d'eau. Elle détermine ainsi le sens du tourbillon d'eau dans une baignoire qui se vide : dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Nord et dans le sens inverse dans l'hémisphère Sud. La force de Coriolis est nulle à l'Équateur et maximale aux pôles, c'est une force centrifuge.

- Etude sur la force de Coriolis -

¤ La force du gradient de pression :
C' est la différence de pression entre 2 points qui crée une force nommée force du gradient de pression.
Mathématiquement, le gradient de pression est la différence de pression existant entre deux points divisée par la distance qui séparent ces deux points.

gradient de pression = (Pression point 1 - Pression point 2) /
(Distance point 1 à point 2)

Ainsi plus les isobares (lignes reliant entre eux les points de pression identiques) sont rapprochés, plus la force du gradient de pression sera forte.

Sa direction va de la haute pression à la basse pression. Plus la lattitude s' élève, plus le vent sera faible.

¤ La force de frottement de la Terre :
La terre n' est pas lisse, elle possède un relief et sa surface est courbe d'
où une résistance au déplacement de l' air qui crée une fiction réduisant l' influence de la force de Coriolis.

¤ La force centripète :
La force centripète se manifeste lorsqu' il y a incurvation de la trajectoire de l' air. Cette force s' ajoute au gradient de pression, ainsi le vent souffle un peu plus fort autour des centres de haute pression.

C' est une force perpendiculaire qui agit en direction du centre de rotation mais dont l' action est minime face aux forces de Coriolis et du gradient de pression.

2°) Les déplacements verticaux

Les mouvements verticaux de l'air sont associés à plusieurs phénomènes (instabilité, relief de la terre, système dépressionnaire).

¤ Origine orographique :
Le relief peut faire obstacle au bon passage des masses d' air. Ce qui a pour conséquence des instabilités de l' air lorsque il est ascendant. L' air se stabilise lorsqu' il a un mouvement descendant (souvent du côté abrité de la crête de l' obstacle).

¤ Origine frontale :
D' autres fois ce sont les fronts qui peuvent être responsable de mouvements verticaux de l' air. Lorsque deux masses d' air se rencontrent(une d' air chqaud et une d' air froid); il y a des mouvements d' ascendances et de descendances qui s' amorcent. Si une masse d' air chaud arrive dans une région d' air froid, alors elle amorcera un mouvement ascendant comme pour passer au dessus de la masse d' air froid. De même si une masse d' air foir arrive dans une région d' air chaud, alors l' air chaud amorcera à nouveau un mouvement d' ascendance

¤ Origine anabatique et catabatique :
On parle de mouvement anabatique lorsqu' il y a ascendance d' air froid dans las vallées. Ainsi les pentes d' une vallée se réchauffent tandis que le creux reste froid. Ce phénomène se produit le jour.
Au contraire on parle de mouvement catabatique lorsque l' air froid descend. C' est le même processus sauf qu' il se déroule la nuit.

3°) Conclusion

Au final les masses d' air se déplacent horizontalement ou verticalement à cause de divers facteurs tels que des forces (Coriolis, gradient de pression, centripète, frottement) ou des instabilités dépressionnaires dues au relief.