Formation du vent

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Le vent, un phénomène complexe

Le vent se forme de la différence de température entre deux masses atmosphériques. Le globe terrestre en mouvement et les irrégularités géographiques contribuent ensuite son évolution.

Que se passe-t-il quand un mélange gazeux comme l'air s'échauffe brutalement ?

Les divers composants moléculaires qui constituent l'air, comme l'azote, l'oxygène, et l'hydrogène s'agitent. Les chocs entre les molécules sont tels, qu'elle s'éloigne les unes des autres : le mélange gazeux perd alors de sa densité. Un gaz chaud est moins dense, plus léger qu'un gaz froid. C'est ce principe qui régit l'apparition des vents sur notre planète.

Lorsqu'une masse d'air se réchauffe sous l'effet des rayons du soleil ou au contact d'un milieu chaud, elle devient plus légère, et monte. En altitude, la masse d'air se refroidit et descend de nouveau. Pendant ce temps, la Terre en rotation a légèrement pivoté sur elle-même. La masse d'air redescend ainsi plus à l'est si elle se trouve dans l'hémisphère nord, plus à l'ouest si elle se situe dans l'hémisphère sud.

A l'endroit où l'air a été réchauffé, une zone de basse pression (ou dépression) se forme. Là où l'air froid descend se crée à l'inverse une zone de haute pression, plus connue sous le nom d'anticyclone. Mécaniquement, un fluide tend à rétablir une pression homogène entre toutes ces zones : la masse d'air quitte donc les anticyclones pour se diriger vers la dépression. Ces grands principes sont à la base des mouvements généraux de l'air, mais ils sont constamment entravés par bon nombre de phénomènes locaux, dont les effets s'accumulent, et la force de Cariolis.

Les vents vont donc toujours dans la direction du gradient barrique, à savoir le rapport entre la différence de pression des deux points de la Terre et la distance qui les sépare. Plus cette différence est élevée, plus le vent sera fort, et inversement, plus les deux points sont éloignés l'un de l'autre, moins le déplacement d'air sera violent.

La vitesse du vent est plus forte, si le gradient barrique est élevé entre le point d'où le vent est parti et celui où ils se dirigent, en d'autres termes, plus la différence de pression entre les deux points est élevée. En fonction de sa vitesse et de ses effets, on classe le vent d'après l'échelle de Beaufort, créé en 1805 par l'amiral du même nom.

L'échelle de Beaufort

Degré	Vitesse (ms)	Effets au sol	Effets sur l'eau	Hauteur des vagues (m)
0. Calme	<1	Pas de vent, la fumée monte verticalement	Comme un miroir	0
1. Très légère brise	De 0,6 à 1,7	La fumée fléchit	Calme plat	0-0,2
2. Brise légère	De 1,8 à 3,3	Les feuilles bougent	Vaguelettes	0,2-0,6
3. Petite brise	De 3,4 à 5,2	Les feuilles s'agitent	Petites vagues courtes	0,6-1
4. Jolie brise	De 5,3 à 7,4	Les petites branches bougent	Vagues avec crête	1-2
5. Bonne brise	De 7,5 à 9,8	Les grosses branches bougent	Vagues moyennes, moutons, embruns éclaboussures	2-3
6. Vent frais	De 9,9 à 12,4	Les grosses branches s'agit et on le sent dans les maisons	Grosses vagues avec écume	3-4
7. Vent fort ou grand frais	De 12,5 à 15,2	Il agite les branches et gène la marche	Très grosses vagues avec écume	4-5,5
8. Bourrasque ou coup de vent	De 15,3 à 18,2	Il casse les branches et agite de gros arbres	Vagues hautes, embruns et visibilité réduite	5,5-7
9. Forte bourrasque ou fort coup de vent	De 18,3 à 21,5	Il arrache les tuiles des toits	Lames avec écume épaisse, visibilité critique	7-9
10. Tempête	De 21,6 à 25,1	Il arrache et abat les arbres	Grosses lames, mer blanchâtre, visibilité très réduite	9,11,5
11. Violente tempête	De 25,2 à 29	Il provoque des dégâts énormes	Très grosses lames, la mer est couverte d'écume, visibilité proche du zéro	11,5-14
12. Ouragan	Plus de 29	Destruction générale de tout ce qu'il rencontre	Mer totalement blanche, visibilité nulle, lames exceptionnellement hautes	Plus de 14

La force de Coriolis

La force de Coriolis, provoqué par la rotation de la Terre, dévie les corps qui se déplacent à la surface de notre planète, vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. En conséquence, les vents qui tournent autour du centre d'un cyclone le font dans le sens inverse à celui des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord, dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud.

Si la surface de la Terre était sans aucun relief, uniforme et stationnaire, la circulation atmosphérique serait relativement simple.

Le fait qu'elle soit chauffée de façon irrégulière par le soleil constitue le principal moteur de circulation atmosphérique de la Terre ; c'est aussi ce phénomène qui donne naissance au modèle de circulation de l'air selon trois types de cellules, de Hadley, de Ferrel et polaire.

Les cellules de Hadley (ou équatoriales) est un mode de circulation de l'air ressemblant à un tapis roulant, qui prédomine dans l'atmosphère tropicale ; elle est liée aux alizés, aux bandes pluvieuses tropicales, aux déserts subtropicaux et aux jet-streams ;
Les cellules de Ferrel (ou tempérées) a trait aux flux de surface dans la zone tempérée, et donc dans une zone des vents d'ouest entre 30 et 60 ° de latitude ;
La cellule polaire, entre 60 °N et le Pôle Nord, donne des vents souvent irréguliers et faibles.