Alize

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Circulation atmosphérique avec près de l'équateur la cellule de Hadley et les alizés

L'alizé est un vent des régions intertropicales (entre 23°27 nord et 23°27 sud), soufflant d'est en ouest de façon régulière des hautes pressions subtropicales vers les basses pressions équatoriales. Dans l'hémisphère nord, il souffle du nord-est vers le sud-ouest, dans l'hémisphère sud du sud-est vers le nord-ouest. Les alizés s'étendent depuis le niveau de la mer (0 m) jusqu'à 1 500 ou 2 000 mètres d'altitude. C'est seulement à partir de 6 000 m d'altitude que la direction des vents s'inverse.

Circulation dans les tropiques

Mouvement vertical moyen en juillet à 500 hPa. L'air ascendant (valeurs négatives en bleu) est concentré près de l'équateur solaire et l'air descendant (positif en rouge) est plus éparpillé.

La circulation générale des vents à basse altitude (jusqu'à 2 000 m) est principalement gouvernée par des vents d'est dans les régions tropicales et équatoriales, à l'inverse des régions tempérées où elle se traduit globalement par des vents d'ouest.Edmond Halley, l'astronome célèbre, avait proposé une théorie pour expliquer la présence de ces alizés. Cependant, sa solution n'expliquait pas pourquoi les vents se dirigeaient vers l'ouest. George Hadley, avocat anglais et météorologue amateur, a proposé une variante en 1735 en décrivant une circulation fermée. Pour expliquer la direction vers l'ouest de la circulation de surface, il a tenu compte de la rotation de la Terre^[1]. En effet, une parcelle d'air se dirigeant vers l'équateur (donc vers le Sud quand elle est dans l'hémisphère nord ou vers le Nord quand elle est dans l'hémisphère Sud) semble se déplacer avec une composante ouest par rapport à un observateur terrestre parce que ce dernier se déplace vers l'est en raison de la rotation de la Terre. Gaspard-Gustave Coriolis reprendra cette idée un siècle plus tard dans sa description des mouvements dans un repère en rotation.

Le moteur de la circulation atmosphérique dans les tropiques est le réchauffement solaire. À cause de l'inclinaison de 23.5 degrés de l'axe de rotation de la Terre, le Soleil n'est jamais plus qu'à quelques degrés (au maximum 23,5 !) du zénith à midi tout au long de l'année dans les tropiques ce qui donne un maximum de réchauffement autour de l'équateur géographique. Cette chaleur est transportée en grande partie dans l'atmosphère sous forme de relâchement de chaleur latente dans les orages tropicaux. Le mécanisme de formation des cellules de Hadley se décrit donc ainsi :

Les cellules de Hadley transportent chaleur et humidité des tropiques vers les latitudes moyennes.

Dans l'image, on voit en (4) que l'air chaud et humide converge à l'équateur parce que le facteur de Coriolis y est négligeable et que les vents n'y ont pas de direction privilégiée. L'air se déplace alors vers les zones de pression plus basses (4) où ils s'élèvent en formant des orages (1). C'est la zone dite de convergence intertropicale où les précipitations sont très abondantes mais les vents faibles (le pot-au-noir).

Quand les parcelles d'air chaud et humide atteignent la tropopause (limite entre la troposphère et la stratosphère), à environ 12 à 15 km d'altitude, elles ne peuvent monter plus haut ni ne peuvent rester à cet endroit à cause du flux constant venant des basses couches de l'atmosphère. Par conséquent, elles sont repoussées vers le nord (2a) ou le sud (2b) de l'équateur.

En s'éloignant de l'équateur, la force de Coriolis augmente ce qui dévie les parcelles vers l'Est (du point de vue d'un observateur terrestre). En se déplaçant vers les Pôles, l'air se refroidit par échange avec l'environnement ce qui éventuellement le rend négativement instable et il commence à descendre (3). Lors de la descente, les parcelles d'air suivent la courbe de gradient thermique adiabatique sèche, ce qui fait qu'elles se réchauffent et que leur humidité relative tombe. Cela se produit autour de 30 à 35 degrés N et S où l'on retrouve la zone de calme subtropical aride dominée par un anticyclone.

Finalement, l'air venant de l'anticyclone se dirige vers l'équateur pour compléter le cycle et cette fois, la force de Coriolis le dévie vers l'Ouest, ce sont les alizés qui soufflent du nord-est dans l'hémisphère nord et du sud-est dans celui du sud. Ces cellules sont multiples autour de la Terre et qu'elles ne sont pas alignés exactement avec l'équateur géographique mais plutôt avec l'équateur défini comme le point au zénith du soleil ce qui amène une variation saisonnière vers le nord et le sud de la position de ces cellules. En plus, la différence de réchauffement local et la friction sous deux kilomètres d'altitude changent constamment la position d'une cellule particulière.

Effets

Les alizés sont au départ des vents secs puisque qu'ils résultent de la descente de l'air sec d'altitude. Mais les alizés continentaux, qui traversent des terres émergées et fréquemment arides, diffèrent par leur nature des alizés océaniques, qui soufflent longuement au-dessus de surfaces d'eau à température élevée et peuvent ainsi se régénérer en eau. Les alizés continentaux, lorsqu'ils soufflent au-dessus de régions désertiques ou semi-désertiques, ne peuvent qu'entretenir l'aridité de ces régions comme c'est le cas de l'harmattan, qui en été contourne la dépression thermique du Sahara, et en toute saison assèche les abords de l'ouest de l'Afrique.

Les alizés océaniques, au contraire, recueillent l'eau qui s'évapore de la surface des mers et jouent ainsi un rôle fondamental dans le soulèvement à très haute altitude de l'air équatorial par convection humide après qu'ils auront atteint la zone de convergence intertropicale. Les alizés océaniques voient leurs vitesses atteindre fréquemment les 20 km/h.

Le phénomène climatique nommé El Niño correspond à une quasi-disparition des alizés dans la partie occidentale du Pacifique équatorial. A l'inverse, le phénomène climatique nommé La Niña s'accompagne du renforcement des alizés dans cette même zone du Pacifique. Ces deux phénomènes sont en fait les deux phases successives de l'Oscillation australe découverte par Sir Gilbert Walker.

Voir aussi

http://planeteterre.midiblogs.com/archive/2007/06/24/les-vents-alizés.html

Articles connexes

• Circulation atmosphérique
• Météorologie tropicale
• Mousson
• Climat tropical

Liens externes

Notes et références

• Portail du monde maritime