- Subsidence (météorologie)
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Rafales decendantes d'un orage
La subsidence atmosphérique est le déplacement d'air vers le sol dans l'atmosphère. Il peut s'agir d'un lent affaissement d'une masse d'air sur une vaste région dans un anticyclone ou la descente rapide d'une goutte froide dans un nuage convectif quand la température d'une parcelle d'air à un niveau donné est plus froide que l'environnement et doit descendre selon la poussée d'Archimède. La subsidence est généralement accompagné d'une divergence horizontale de l'air dans les couches inférieures[1]. L'air en subsidence se comprime et se réchauffe, et sa stabilité initiale est ordinairement augmentée. Le phénomène inverse est l'ascendance.
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Subsidence orographique (flèche rouge)La subsidence à grande échelle dans les anticyclones assèche et stabilise la masse d'air. Il en résulte une dissipation des nuages par le haut pour donner un ciel dégagé. Durant la nuit, la subsidence augmente l'effet du refroidissement radiatif pour donner un inversion de température plus importante ce qui diminue encore plus la couche de ventilation et peut aider à la concentration de polluants ou la formation de brouillard.
La subsidence peut être très locale, comme dans le cas d'un courant descendant dans un orage, alors que de l'air sec et froid entre dans le nuage plus chaud et humide et donne des rafales descendantes. Si les orages s'organisent en ligne de grain, la subsidence aidera à former un front de rafales en rabattant le courant-jet des niveaux moyens.
On la retrouve également à des échelles intermédiaires comme en aval des montagnes dans des situations stables où de l'air soulevé en amont (flèche bleue) est plus humide et froid que l'environnement de l'autre côté de l'obstacle. Il redescend alors la pente aval ce qui a pour effet de dégager le ciel. Dans cette catégorie se retrouve l'effet de foehn et le vent catabatique.
Effets de la subsidence en vol à voile
La subsidence a un effet globalement négatif en ce qui concerne le vol libre et le vol à voile. En règle générale, la vitesse de chute de l'aéronef est égale à la vitesse de chute dans l'air stable plus la vitesse de chute de la masse d'air. En cas de brassage thermique, les effet de la subsidence sont relativement faibles car la zone de subsidence est beaucoup plus étendue que la zone d'ascendance.
Vol d'onde
Toutefois, pour un vol d'onde, on peut dire que la vitesse d'ascendance de l'air est égale à la vitesse de subsidence vu qu'une onde de gravité est une fonction sinusoïdale. On peut considérer que la vitesse de chute d'un planeur est de l'ordre de 1 m/s. On suppose que la vitesse verticale de l'ascendance (et descendance) de l'onde est 2 m/s. En ascension, le planeur montera à -1 m/s + 2 m/s = +1 m/s. En descente, la vitesse verticale va être -1 m/s - 2 m/s = - 3 m/s. Par conséquent le planeur va chuter lourdement et va avoir sa finesse divisée par 3, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques.
Vol de pente
En ce qui concerne le vol de pente, les effets de la subsidence sont encore plus violents que pour le vol d'onde. En effet, au-dessus du versant sous le vent, il se forme des tourbillons qui rendent l'air extrêmement turbulent. De plus, la vitesse moyenne de descente de la masse d'air est approximativement égale à la vitesse de montée de la masse d'air. Donc le planeur va chuter lourdement dans le versant sous le vent, et en plus, il peut rencontrer localement des descendances encore plus fortes localement. C'est pourquoi il est enseigné qu'en vol de pente, un planeur ne descend jamais sous la la ligne de crête lorsqu'il se trouve au dessus du versant sous le vent[2].
Anticyclone
Une situation anticyclonique est rarement favorable à la pratique de grands vols. En effet un anticyclone se caractérise par une subsidence de l'ordre de 90 mètres par heure (2.5 cm/s)[3]. Un tel courant descendant semble faible. Toutefois, le réchauffement adiabatique est donc de 0.9 ⁰C par heure (gradient adiabatique de 1 ⁰C / 100 m) et donc sur une période de 10 heures, le réchauffement adiabatique va être de 9 ⁰C[4]. Il y a donc suffisamment de réchauffement adiabatique pour dégrader considérablement les conditions aérologiques. En pratique, on se trouvera en présence d'ascendances faibles, étroites, et irrégulières. Par contre les descendances seront importantes et régulières.
Ondes de gravité en altitude etc
La même chose peut se produire en vol de plaine lorsqu'on est en présence d’ondes de gravité (même faibles) en altitude. Une région peut avoir des conditions aérologiques excellentes et une région voisine peut avoir des conditions aérologiques médiocres (trou bleu) sans raison apparente. Le même phénomène apparaît en aval d'une montagne. Ce réchauffement adiabatique tend lui aussi à dégrader l'aérologie.
Notes et références
- Organisation météorologique mondiale, « Subsidence », Glossaire de la météorologie, Eumetcal. Consulté le 2011-07-23
- (en)Bernard Eckey, Advanced Soaring made easy, second edition (p 285), West Lakes, SA (2009) (ISBN 978-09807349-0-4)
- (en)C.E Wallington, Meteorology for glider pilots, Transatlantic Arts; 3 edition (March 1980) (ISBN 978-0719533037)
- (en)Bernard Eckey, Advanced Soaring made easy, second edition (p 70), West Lakes, SA (2009) (ISBN 978-09807349-0-4)
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