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La mer peut être d’huile un jour, nous faisant envisager une agréable sortie en mer durant le week-end, tandis que le lendemain de puissantes bourrasques peuvent venir dissuader même les plus intrépides kitesurfeurs et véliplanchistes, anéantissant ainsi tout espoir du pique-nique tant attendu sur notre îlot préféré. Comment cela est-il possible ? D’où vient le vent ?

Tout commence par la différence de température….

La principale source de formation du vent peut paraître assez surprenante, puisqu’il s’agit de la température. Plus précisément, de la différence de température à la surface de la Terre.

EXPLICATION :

En fonction de leur topographie, de leur altitude et latitude et de la couverture nuageuse, les différentes régions du globe absorbent le rayonnement solaire de manière très inégale. La surface de la Terre est donc jonchée de poches d’air chaud et de poches d’air froid.
L’air chaud étant moins dense, il « monte » tandis que l’air froid, plus dense, « descend ».

L'INFO EN + :

  • Dans la vie courante, on utilise cette différence de densité pour faire voler des lanternes ou des montgolfières : en chauffant l’air contenu dans le ballon, l’ensemble prend de l’altitude.

...qui entraîne des différences de pression et donc des mouvements d’airs….

Des différences de température entraînent donc des différences de densité. Mais ce n’est pas tout, cela va également provoquer des différences de pression.

EXPLICATION :

Pour un volume d’air donné, l’air froid étant plus dense que l’air chaud, il contient plus de molécules et d’atomes que l’air chaud. Ceux-ci sont donc plus rapprochés les uns des autres. Par conséquent, la pression est plus importante dans la masse d’air froid que dans la masse d’air chaud, à volume égal.

1 air froid air chaud

De telles variations de pression à la surface du globe sont à l’origine du vent. En effet, afin de compenser ces différences de pression et revenir à l’équilibre, des mouvements d’air horizontaux se créent, circulant des zones de hautes pressions vers les zones de basses pressions.

1 vent

Au final, le vent est un déplacement de masse d’air.

Sur une carte de pression atmosphérique, les lignes d’égale pression sont représentées par des isobares. Plus les isobares sont resserrées, plus le vent va souffler fort.

….le tout dévié par la force de Coriolis.

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les mouvements d’air horizontaux issus de ces différences de pression ne sont pas rectilignes. Ils sont en effet déviés par la force de Coriolis. Cette force, qui résulte de la rotation de la Terre autour de son axe, entraîne les parcelles d’air vers la gauche dans l’hémisphère sud et vers la droite dans l’hémisphère nord.

Entre le sol et environ 1,5 km d'altitude, dans la couche limite atmosphérique, une autre force entre en jeu : la force de frottement.
Cette force s’oppose aux mouvements des masses d’air. Et son influence sur la vitesse du vent dépend de la nature du sol : par exemple le vent sera plus « freiné » au-dessus d'une zone urbaine qu'au-dessus d'une prairie herbeuse ou de la mer.

1 effet combiné forces pression coriolis frottementDirection du vent dans la couche limite atmosphérique

L'INFO EN + :

  • Au-delà de la couche limite atmosphérique, la force de frottement devient négligeable. Cette zone dépourvue de frottements s’appelle l'atmosphère libre. Plus on s'élève dans l'atmosphère libre, plus la vitesse et la direction du vent se rapprochent de celles du vent théorique appelé « vent géostrophique » : pour lequel la vitesse et la direction du vent dépendent uniquement de la force de Coriolis et du gradient de pression atmosphérique.
 

Au final, c’est l’effet combiné de ces forces qui fait que, dans l’hémisphère sud, le vent tourne dans le sens des aiguilles d’une montre autour d’une dépression, et dans le sens contraire autour d’un anticyclone. Dans l’hémisphère nord, tout est inversé.

1 anticyclone depression

1 anticyclone depression def

L'INFO EN + :

  • Sur la verticale, les mouvements entre anticyclones et dépressions créent des boucles.

1 convergence divergence hemisphere sud

  • Au niveau d’une dépression, l’air chaud converge et s’élève : c’est l’ascendance.
    Durant cette ascension, l’air subit une détente, provoquant refroidissement et condensation : des nuages se forment, le temps est couvert et humide.
    Cette montée va être limitée par la tropopause, ce qui va provoquer un flux de divergence.
  • A l’inverse, au niveau d’un anticyclone, l’air d’altitude plus froid va descendre : c’est la subsidence.
    Durant cette descente l’air est comprimé, entraînant réchauffement et assèchement : le ciel est généralement sec et ensoleillé.
    Arrivé au sol, cet air diverge vers les zones de basse pression.
  • Ces boucles existent aussi bien à petites qu’à très grande échelles.
    Par exemple, les cellules de Hadley qui participent à la circulation à grande échelle de l’atmosphère fonctionnent de la même manière. Leurs rôles : redistribuer l’énergie accumulée au niveau de l’équateur vers des latitudes plus tempérées (30°) dans les deux hémisphères.

Étudier le climat passé permet de mieux comprendre le fonctionnement du système climatique pour anticiper ses évolutions futures. Pour cela, les climatologues doivent disposer de séries d’observations sur la plus longue période possible.

Pour la Nouvelle-Calédonie, ce sont plus de 1 million de données qui sont ainsi disponibles, complétées chaque jour par les relevés issus des stations composant le réseau de mesure actuel.

Dans la base informatique BDCLIM (qui rassemble les données météorologiques) les relevés pluviométriques les plus anciens remontent à 1951 pour la Nouvelle-Calédonie.

Cette base continue de s’enrichir grâce à la Data Rescue dont les actions consistent à rechercher, inventorier, numériser et contrôler des données archivées sur papier.

Dans les locaux de Météo-France Nouvelle-Calédonie, parmi les 350 m linéaire d'archives du climat, des documents attendent encore d’être traités ; les plus anciens remontent à 1860 ! 

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Le but de ce travail minutieux est de rendre accessibles ces nombreuses données au grand public sur le site de Météo-France, dédié à cet usage : http://archivesduclimat.meteofrance.fr/.

En parallèle, les données les plus récentes (celles des 5 dernières années) sont consultables dans nos pages Climat  : http://www.meteo.nc/nouvelle-caledonie/climat/releves.

 



Le saviez-vous ?

Pour effectuer ce travail, nos agents doivent s’équiper.

En photos, Rose et Valérie, nos deux climatologues en charge de ce travail, munies de masques pour se protéger des particules fines et poussières irritantes des vieux documents et de gants, lors de la manipulation des reliques, pour éviter de les détériorer.

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Nous avons tous remarqué qu'il est difficile de communiquer face au vent, lorsque ce dernier est fort. Mais ce paramètre météo n'est pas le seul à influencer la propagation du son. A l'occasion de la fête de la musique qui aura lieu ce dimanche 21 juin, découvrez comment l'état de l'atmosphère peut influencer la propagation des ondes sonores.

Qu'est-ce que le son ?

Dans l'air, le son est une succession de petites variations de pression qui se propagent de proche en proche par compressions successives d'une particule d'air (petite quantité d'air), qui comprime l'air voisin en se détendant, et ainsi de suite. Le nombre de compressions-détentes par seconde définit la hauteur du son. Le "LA" du diapason correspond par exemple à 440 cycles de compressions-détentes par seconde en chaque point de l'air.
Lorsque l'air est en contact avec un corps solide, ces variations de pression peuvent le mettre en mouvement, c'est ce qui se passe au niveau du tympan dans l'oreille par exemple.

Au final, la propagation d'une onde sonore est semblable à celle illustrée par le ressort ci-dessous, mais qui serait répétée plusieurs centaines de fois par seconde.

En théorie, ces ondes se propagent selon une direction rectiligne. Mais en réalité, différents éléments vont impacter leur trajectoire. Parmi ceux-là se trouvent le vent et la température, qui vont incurver les ondes vers le haut ou vers le bas, rendant favorable ou défavorable leur propagation.

La température

La température n'est pas constante avec l'altitude.
Dans la partie basse de la troposphère, elle peut décroître avec l'altitude, on parle alors de gradient vertical de température négatif. Ce type de gradient se produit notamment durant une journée ensoleillée : le soleil chauffe le sol, qui à son tour réchauffe l'air ambiant. La température au sol devient alors plus élevée qu'en altitude.
Mais la température peut également croître avec l'altitude, on parle alors de gradient vertical de température positif, que l'on appelle également "inversion de température". Ce type de situation se produit notamment durant les nuits où le ciel est dégagé (le sol se refroidit, il devient plus frais que l'air ambiant et le refroidit par contact dans ses plus basses couches) ou bien à la surface de la mer quand l'eau est plus froide que l'air au-dessus. La température au sol devient alors plus faible qu'en altitude.

Ces changements de température créent, en quelque sorte, des couches différentes que doivent traverser les ondes sonores. Et ces dernières vont, à chaque changement de couches, subir la réfraction comme les ondes lumineuses lorsqu'elles changent de milieu.

Cette réfraction va dévier les ondes sonores dans la direction des plus faibles températures.

t1 son
Effet d'un gradient vertical de température négatif sur la propagation des ondes sonores

t2 sonEffet d'une inversion de température sur la propagation des ondes sonores

Lorsque les ondes sont incurvées vers le haut, des zones d’ombre se créent dans lesquelles le son n'est plus perceptible.

Au final :

  • une inversion de température donne des conditions favorables à la propagation du son en incurvant les ondes vers le bas ;
  • un gradient vertical de température négatif donne des conditions défavorables à la propagation du son en incurvant les ondes vers le haut.

Le vent

La vitesse du vent évolue également avec l'altitude : les frottements avec le sol font qu'il est moins fort au sol qu'en hauteur. Ce gradient va également courber les ondes sonores.

vent sonEffet du vent sur la propagation des ondes sonores

Et donc :

  • un vent de direction identique à la direction de propagation des ondes sonores favorise la propagation du son en courbant les ondes sonores vers le bas ;
  • un vent de direction contraire à la direction de propagation des ondes sonores défavorise la propagation du son en courbant les ondes sonres vers le haut.

A ce phénomène s’ajoute l’effet Doppler dû au différentiel de vitesse entre l’émetteur immobile et le milieu de propagation mobile, l’air. La conséquence va être une déformation du son, répartie ainsi :

  • une baisse des fréquences dans la direction du vent ;
  • une hausse des fréquences dans la direction contre le vent.

La turbulence de l'atmosphère

A proximité de la surface, l'atmosphère est toujours plus ou moins turbulente. Cette turbulence qui varie en fonction des conditions météorologiques et de la nature du sol, se caractérise par des fluctuations aléatoires de température et de vitesse du vent. Elle va donc avoir un impact sur la direction de propagation d'une onde sonore, pouvant parfois entraîner la diffusion de l'onde sonore dans une zone identifiée précédemment comme zone d'ombre ou disperser l'onde sonore, la rendant inaudible ou donnant l'impression de son haché.

L’année 2019 a été marqué par 5 événements météorologiques majeurs :

  • un alizé exceptionnellement soutenu et durable durant les 6 premières semaines ;
  • le cyclone tropical OMA qui est passé à deux reprises sur le pays en février ;
  • deux forts épisodes pluvio-orageux : en avril et fin août-début septembre ;
  • un mois de novembre exceptionnellement sec, creusant un peu plus le déficit du bilan hydrique annuel.

Retrouvez plus d’informations sur ces événements et sur l’ensemble de l’année 2019 dans notre Bilan Climatique Annuel 2019 téléchargeable dans notre page "Climat / Bulletins climatiques".

 

L’activité cyclonique
BCA activite electrique 
Les phénomènes météorologiques marquants
BCA evenement marquant 
Les températures
BCA temperature

 

Les précipitations
BCA precipitations

 

L'activité éléctrique
BCA activite electrique

 

Le vent
BCA vent

Formation et évolution du phénomène

A partir du 12 mars 2020, un minimum se forme au nord de la mer de Corail au sein d’un talweg de mousson. Du 12 au 15 mars, la dépression 96P se creuse lentement en Mer de Corail en se déplaçant lentement vers l’est sud-est. Elle passe au stade de dépression tropicale modérée et est baptisée GRETEL dans la nuit du 14 au 15 tout en entrant dans notre zone de surveillance. Sous l’effet d’un vaste talweg d’altitude axé de la Nouvelle-Zélande au Queensland en Australie, GRETEL accélère et se déplace vers le sud-est tout en se renforçant lentement. Elle passe rapidement, à une vitesse d’environ 50 km/h, à 150 km à l’ouest de la Grande-Terre et devient dépression tropicale forte au large du sud de la Grande-Terre. Elle accélère encore et s’évacue ensuite très rapidement vers les Kermadec où elle subit une transition extra-tropicale.

GRETEL trajectoireFigure 1 : Trajectoire observée du phénomène tropical GRETEL du 12 au 16 mars 2020.
Source : Météo-France Nouvelle-Calédonie.

Bilan des précipitations

Les pluies débutent dans la nuit du 13 au 14 mars sur le nord de la Nouvelle-Calédonie et cessent progressivement dans la matinée du 16. Sur l’ensemble du pays, les quantités de précipitations mesurées par les pluviomètres ne sont pas remarquables. Sur 48 heures glissantes, la majorité des cumuls maximaux ne dépassent pas 100 mm. Les cumuls de précipitations les plus élevés sont compris entre 150 et 200 mm environ et sont enregistrés sur les pointes nord et sud de la Grande-Terre ainsi qu’à Camp des Sapins. Avec 202,6 mm en 48 heures, c’est à Poum que les pluies sont les plus abondantes.

 

GRETEL pluiesFigure 2 : Cumuls maximaux des précipitations sur 48h enregistrés entre le 14/03/2020 00h et le 16/03/2020 12h (heures locales).
Source : Météo-France Nouvelle-Calédonie.

Bilan des vents

Les vents moyens les plus forts sont enregistrés entre le dimanche 15 après-midi sur l’extrême nord du pays et le lundi 16 au petit matin dans le sud. Sur cette période, les vents moyens horaires atteignent au maximum des valeurs comprises entre 22 kt à Aoupinié et 52 kt à Nessadiou (figure 3). Presque partout des rafales maximales supérieures à 100 km/h sont observées.

 

GRETEL vent observéFigure 3 : Vents moyens maximaux mesurés entre le 14/03/2020 00h et le 16/03/2020 12h (heures locales).
Source : Météo-France Nouvelle-Calédonie.

Les vents commencent à s’intensifier sur l’extrême nord du pays, dimanche 15 mars en milieu de matinée alors que GRETEL, située à environ 300 km à l’ouest de Belep, est au stade de dépression tropicale modérée. Sur la pointe nord, les vents les plus forts soufflent dimanche après-midi : à Poingam, l’anémomètre enregistre une rafale maximale à 127 km/h vers 15h locales. Dans la nuit du 15 au 16 mars, GRETEL longe la Côte Ouest tout en se renforçant. Elle atteint le stade de dépression tropicale forte le 15 à 23 h loc. et conserve cette intensité maximale jusqu’au 16 à 11 h loc., avant d’être déclassée au stade de dépression extra-tropicale en s’évacuant vers le sud.

La figure 4 montre les vents générés par la dépression GRETEL le 15 à 23 h, lorsque, située à 160 km de la Côte Ouest, elle atteint son intensité maximale : les vents dans le mur de l’œil atteignent 50-60 kt en moyenne sur 10 minutes, ce qui caractérise une dépression tropicale forte, avec des pointes de vitesse de l’ordre de 180 km/h. Au même moment, sur la moitié sud de la Grande-Terre, les vents moyens enregistrés par nos stations de mesure sont montés jusqu’à 52 kt à Nessadiou, 48 kt au Phare Amédée ou encore 43 kt à Nouméa (figure 3). La rafale la plus forte a atteint 174 km/h à Nessadiou (record de rang 3 à cette station depuis 1992). A Nouméa, l’anémomètre de la station de Faubourg-Blanchot enregistre une rafale maximale de secteur Nord-Nord-Ouest de 144 km/h le 16 mars vers 1 h loc. Cette vitesse de rafale reste loin derrière le record de 202 km/h mesuré à cette station au moment du passage du cyclone ERICA en 2003. On a également pu observer des rafales qui ont atteint 138 km/h à Népoui, 134 km/h au Phare Amédée ou encore 127 km/h à Goro.

Plus tard dans la nuit, les vents s’orientent à l’Ouest et deviennent particulièrement menaçants pour les bateaux amarrés près du rivage.

Dès lundi en milieu de matinée, le vent retrouve des valeurs proches des normales alors que GRETEL s’éloigne rapidement de nos côtes.

 

GRETEL vent AromeFigure 4 : Pression au niveau de la mer (ligne noire), vent moyen (en noir) et rafales de vent (en rouge) issus du modèle AROME Tropique de Météo-France, le 15/3/2020 à 23 h loc.
Les barbules de vent de couleur noire illustrent le vent moyen horaire, les barbules de couleur rouge illustrent les rafales supérieures à 80 kt (140 km/h).
Source : Météo-France Nouvelle-Calédonie

 

1 : Ce record est à relativiser sachant qu’on ne dispose d’aucune mesure de cette station pendant le passage des cyclones ERICA en 2003 et BETI en 1996.

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