Blocage d'air froid - Définition
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Introduction
Le blocage d'air froid est un phénomène météorologique qui consiste au blocage et au refroidissement d'une masse d'air au pied d'une chaîne de montagnes. La création d'un blocage d'air froid implique généralement un système de haute pression situé entre le pôle et une chaîne de montagnes. Le système de haute pression amène de l'air froid du nord et l'emprisonne dans une mince couche d'air au pied des montagnes.
Mécanisme
Le contraste thermique entre les pôles et l'équateur provoque généralement une baisse des températures vers les pôles. Ce contraste est plus marqué en hiver et c'est en général durant cette saison que se produisent les blocages d'air froid. On a alors l'air arctique (ou antarctique) très froid transporté vers les régions chaudes. Cet air froid est très dense. Lorsqu'une dépression amène de l'air plus doux sur la région, l'air froid est lent à se retirer et si un obstacle, tel une chaîne de montagne ou une vallée encaissée, empêche son retrait, l'air doux sera soulevé en altitude créant un dôme d'air froid. La création d'un dôme d'air froid près du sol sera favorisée par la canalisation des vents le long de la chaîne de montagnes ou de la vallée.
De plus, l'air en mouvement près du sol suit les contours du terrain. Lorsqu'il rencontre un obstacle, il doit remonter sa pente et il diminue de température selon la loi des gaz parfaits, ce qui diminuera encore plus sa température. La couche d'air au-dessus de la première étant plus chaude que l'air soulevé, elle l'empêche d'atteindre le sommet de l'obstacle. Ceci limite l'altitude que l'air de surface peut atteindre sur la pente de l'obstacle. L'air de surface qui a été ralentit en montant est sujet aux différences de pression le long de l'axe parallèle à l'obstacle. Son mouvement ira alors dans un axe des hautes vers les basses pressions et générera un courant-jet de bas niveau le long de cet axe, dit courant-jet de barrière.
Signature synoptique d'un blocage d'air froid
Considérons une zone de haute pression au nord d'une chaîne de montagnes et zone de basse pression au sud (voir figure 1). Supposons que les isobares sont dirigées est-ouest. Le gradient de pression est orienté vers le sud (P) avec une force de Coriolis dirigée vers le nord (C).
À mesure que les particules d'air à l'est des montagnes s'approchent de la barrière, leur vitesse vers l'ouest est réduite. Cette réduction de vitesse est causée par un refroidissement adiabatique et une convergence de la masse d'air en amont du vent (au pied des montagnes).
Puisque le vent ralentit, la composante de la force de Coriolis dirigée vers le nord diminue elle aussi,. Les particules d'air sont donc déviées vers le sud, ce qui a comme résultat que la composante agéostrophique du vent a une contribution plus grande. À l'ouest de la chaîne de montagnes, il y a aussi un ralentissement de la composante du vent vers l'ouest, cependant causé par la diminution de la pression à l'est (cyclogénèse orographique), et une déviation dans la même direction a lieu (figure 2).
Comme le vent agéostrophique venant du nord augmente de part et d'autre de la chaîne de montagnes, la composante de Coriolis dévie ce vent vers la droite du mouvement. À l'est de la chaîne de montagnes, cette force dirige les particules d'air vers la barrière, ayant pour effet d'augmenter la pression. À l'ouest de la chaîne de montagnes, le vent agéostrophique est également dévié vers la droite, sauf que ce changement de direction à pour effet de diminuer la pression de la région adjacente à la barrière et la création d'un creux inversé (basse pression au sud et haute pression au nord).
Contrairement au cas idéalisé de la figure 2, la crête à l'est de la chaîne de montagnes est plus prononcé que le creux à l'ouest. Lorsqu'un anticyclone stable et froid est localisé au nord de la région, l'advection froide de la basse troposphère est favorisée par le vent agéostrophique du nord, ce qui augmente la stabilité et accentue l'augmentation hydrostatique de la pression. Ce schéma d'advection tend à renforcer la crête à l'est à diminuer le creux à l'ouest de la chaîne de montagnes. La crête prononcée accompagnant une masse d'air froide et stable est qualifiée de blocage d'air froid.
