Pédagogie

Samedi 18 Février 2012 09:14

Comme tous les phénomènes météorologiques, c'est dans la troposphère (une couche d'atmosphère épaisse d'environ 10km à partir de la surface du sol) que les phénomènes qui engendrent les vents se produisent. Les deux grandeurs physiques à l'œuvre dans ces phénomènes sont la température et la pression (les deux étant liés) ou, pour être plus précis, des écarts de température et de pression (ce que les scientifiques nommeront des gradients de température et de pression).

Pour faire simple, l'air chaud est plus "léger" que l'air froid (c'est le principe de la montgolfière) et/ou sa pression est supérieure. Ceux qui ont fait un peu de physique se souviendront que la température d'un corps mesure en fait l' "agitation" des atomes et molécules qui le constituent. Dans le cas d'un gaz, plus il est chaud, et plus les molécules dont il est composé se déplacent vite. Cette augmentation de la vitesse des particules va avoir pour conséquence :

• une augmentation de la pression.
• une diminution de la masse volumique.

Pourquoi ?

Chauffons une bouteille (remplie d'air) munie d'un bouchon. On conçoit aisément que la force qui va s'exercer sur les parois de la bouteille et sur le bouchon est d'autant plus grande que les particules d'air viennent frapper vite cette paroi et ce bouchon. Comme l'effet de la chaleur est précisément d'augmenter la vitesse des particules, on comprend pourquoi cela augmente la pression dans la bouteille.

Une autre façon d'expliquer ce phénomène est la suivante. Comme tous les corps (ou presque), un gaz se dilate sous l'effet de la chaleur. Dans notre bouteille, le gaz est prisonnier: il ne peut donc pas se dilater et cela se traduit par une augmentation de la pression (force surfacique) qu'il exerce sur la bouteille. Dans l'atmosphère, le gaz peut se dilater plus librement sous l'effet de la chaleur. La même quantité de gaz occupe donc un volume plus important après échauffement. Ou dit autrement, le même volume de gaz pèsera moins lourd après échauffement (puisque l'effet de la chaleur a été de faire "sorti r" une partie des particules hors du volume).

Bref, tout cela est résumé par une grande formule que nous avons tous en mémoire: PV = nRT où P est la pression, V le volume et T la température (équation des gaz parfaits).

La pression de l'air froid est donc supérieure à celle de l'air chaud: les masses d'air comme tout fluide se déplaçant des zones de hautes pressions vers les zones de basses pressions (c'est mécanique), elles vont quitter les zones froides pour rejoindre les zones chaudes engendrant ainsi ce que nous nommons communément le vent. C'est pour cela que l'on appelle les zones de hautes pressions des anticyclones: les masses d'air ayant tendance à quitter ces zones pour rejoindre les zones de basses pressions, elles vont entraîner avec elles les nuages et autres cumulus et nous laisser un beau ciel sans nuage.