Anticyclones et dépressions

A- Anticyclone

Un anticyclone est une zone de circulation atmosphérique autour d'un centre de haute pression.

Leur sens de rotation est lié à la force de Coriolis: ils tournent dans le sens horaire dans l'hémisphère nord et dans le sens anti-horaire dans l'hémisphère sud.

Une analyse de l'équilibre des forces à l'origine des vents montre qu'une courbure anticyclonique de la trajectoire favorise des vents plus forts. Toutefois, il existe aussi une limite physique démontrable et très significative quant à l'intensité de la force horizontale de pression en milieu fortement anticyclonique. Rappelons que la force horizontale de pression est le principal moteur du vent dans l'atmosphère libre. On observe donc généralement une ceinture de vents modérés ou forts dans la périphérie des anticyclones, mais des vents faibles dans leur zone centrale.

Les anticyclones généralement apportent du beau temps et des ciels clairs. La dynamique atmosphérique fait en sorte que l'air aux altitudes moyennes y est relativement chaud et sec, et donc sans nuages. Cependant comme l'anticyclone se déplace sur la surface de la Terre, sa couche inférieure peut s'échauffer ou se refroidir localement, en fonction du rayonnement thermique entrant ou sortant. Le bilan thermique au sol dépend du rayonnement solaire, du rayonnement thermique émanant du terrain, et de la nature du sol ou de l'océan.

Les couches inférieures de l'anticyclone peuvent aussi absorber, par évaporation, de l'eau en provenance du sol ou des océans, favorisant alors la formation de cumulus ou d'une couche de stratocumulus suite au réchauffement solaire. La nuit, alors que le bilan thermique près du sol est fortement négatif, le refroidissement peut y causer la condensation de la vapeur d'eau et ainsi la formation de brouillard. Dans un tel cas, la formation de brouillard nécessite l'absence de mélange atmosphérique causé par le vent. Ceci est fréquemment le cas près du centre de l'anticyclone, où les vents sont presque toujours légers. On appelle le brouillard causé par refroidissement radiatif brouillard de radiation.

On trouve souvent dans les anticyclones une inversion thermique : la couche inférieure est plus froide que la couche moyenne. L'air relativement froid et dense à la surface reste au ras du sol et y emprisonne, le cas échéant, brouillard ou smog.

Une dépression est une zone où la pression atmosphérique, ajustée au niveau de la mer, diminue horizontalement vers un centre de basse pression, c'est-à-dire un minimum local de pression. On associe les dépressions au mauvais temps, car la dynamique qui entoure une dépression présuppose l'existence de courants ascendants qui provoquent des nuages et de la précipitation. De plus, le gradient de pression autour d'une dépression peut engendrer de forts vents.

Diagramme qui montre comment les vents sont déviés pour donner une circulation anti-horaire dans l'hémisphère nord autour d'une dépression. La force de gradient de pression est en bleu, celle de Coriolis en rouge et le déplacement en noir

À une assez bonne approximation près, on peut dire que la force et la direction du vent sont influencés d'une part par la force horizontale de pression atmosphérique et d'autre part par la force de Coriolis. Dans les quelques premières centaines de mètres au-dessus du sol, la force de friction agit aussi sur le vent de manière significative.

Lorsque ces forces ont atteint leur équilibre, le vent souffle autour de la dépression dans le sens anti-horaire dans l'hémisphère nord, et dans le sens horaire dans l'hémisphère sud. Près de la surface, la composante de friction ralentit le vent et fait converger l'écoulement vers le centre de la dépression.

L'apparition et le mouvement d'une dépression sont généralement causés par l'existence de mouvement vertical ascendant dans les environs immédiats de la dépression. Le courant ascendant peut être causé par des phénomènes de la dynamique de l'atmosphère libre qui causent de la divergence dans les couches moyennes ou supérieures de la troposphère ; cette divergence en altitude provoque une succion qui fait monter l'air des niveaux inférieurs et baisser la pression au niveau du sol.

Parmi les phénomènes qui peuvent causer de la divergence en altitude, on retrouve :

• les ondes baroclines (aussi appelées ondes frontales, associées au courant-jet) ;
• l'advection de tourbillon :
• la libération de chaleur latente due à la condensation en nuage de la vapeur d'eau atmosphérique.

La convection engendre elle aussi des courants ascendants, mais la force de poussée convective a généralement sa source dans les bas niveaux. Tous ces phénomènes peuvent se combiner à divers degrés et ne s'excluent pas mutuellement.

Lorsque les forçages à l'origine de la dépression se dissipent, la convergence de l'écoulement de surface vers le centre de la dépression, décrite plus haut, cause son remplissage graduel.