Cyclogénèse - Définition

Dynamique

Les modèles norvégiens et de Sapiro-Keyser sont purement descriptifs et reposent sur certaines hypothèses que l'étude de la dynamique des fluides ont modifié. En fait, les météorologistes norvégiens travaillaient déjà sur une explication mathématique de ce qui intensifie le mouvement des fronts, soit la différence de mouvement vertical selon les lois de la thermodynamique. Cela se produit lorsque l'advection froide est plus grande que la chaude dans le système dépressionnaire et non que l'air chaud monte sur l'air froid le long des fronts. L'étude du comportement de l'atmosphère s'est intensifiée avec la prise régulière de données en altitude par radiosondage à partir des années 1920, et plus tard par les satellites météorologiques.

Forces en jeu

Ainsi les équations primitives de la météorologie ont été développées. Elles montrent que la cyclogénèse est dépendante de tout le mouvement dans la colonne d'air et des variations de la force du vent. L'image de droite montre un creux d'altitude avec un courant-jet passant au-dessus d'un front stationnaire en surface. La seconde image montre que la vitesse du vent varie dans le jet, donnant des zones de convergence et de divergence aux entrées et sorties.

L'air converge (CON) ou diverge (DIV) aux entrées et sorties du Courant-jet

En effet, les vents au cœur du courant-jet sont plus forts qu'autour de celui-ci. Lorsqu'il se déplace, on a une accumulation d'air dans la zone d'où il s'approche et une perte dans celle qu'il délaisse. Dans les quadrants de divergence, on a une perte d'air en altitude ce qui crée un appel d'air des couches inférieures et génère une convergence en surface pour compenser. Ce processus donne deux choses: une diminution de la pression à la surface, car la masse de la colonne d'air à cet endroit est moindre, et la rotation cyclonique de l'air, à cause de la déviation par la force de Coriolis donnant une circulation décrite par l'équilibre géostrophique.

Donc le modèle norvégien est la conséquence des mouvements dans l'atmosphère plutôt que son moteur. Cependant, il est très utile pour décrire l'évolution des dépressions et c'est pourquoi les présentations météorologiques dans les médias en font encore abondamment usage. Il faut se rappeler que le mauvais temps est souvent décalé de la position des fronts car le mouvement vertical n'est pas nécessairement le long de ceux-ci.

Développement classique vu dynamiquement

Une dépression à cyclogénèse classique dans les latitudes moyennes se forme suite à la rencontre d’une feuille barocline et d’une masse d’air polaire. Ce système dépressionnaire se situe le plus souvent près d’une zone d’accélération d’un courant-jet d’altitude à 300 HPa. Il est également parfois nommé système dépressionnaire à développement à gauche parce qu'il se développe dans la sortie gauche du courant-jet.

Initialement, la feuille barocline, ou front stationnaire, et l'air polaire sont séparés le long d'une ligne droite. La température au sommet de la feuille barocline est ainsi plus élevée que celle de la masse d’air polaire ce qui donne une pente du front vers l'air polaire. Un creux barométrique en surface se forme sous au passage d'une zone de divergence en altitude causée par l’arrivée d’un courant-jet. La feuille barocline, ainsi que la masse d’air polaire, tournent alors de manière cyclonique lorsqu’elles entrent en contact l’une de l’autre. La température dans la feuille barocline tend ainsi à s’égaliser pour former le début d’un système dépressionnaire. Ce creux barométrique se développe et se déplace pour se situer définitivement au sud–ouest du système.

Un creux barométrique d'altitude permettra en suite à de l’advection d’air froid venant de la masse d'air polaire de s’éloigner légèrement du système dépressionnaire et au courant-jet d’accélérer en aval du creux. Une fois le front froid détaché du creux barométrique, une frontogenèse s’opère. Un front chaud naît ensuite au point d'inflexion avec le front froid. Arrivé à ce stade de développement, le système dépressionnaire atteint sa maturité. Ainsi, deux cœurs dépressionnaires dépendants l’un de l’autre se situent de part et d’autre du courant-jet d’altitude. Bien que séparés, ces deux dépressions ont leurs cadrants chauds situés de manière enchâssée.

Lors d’un système « normal », la masse d’air polaire rejoint le creux barométrique d’origine pour former une occlusion. Mais, il se peut néanmoins que le creux d’altitude ne se déplace pas ou, ayant une direction nord-ouest, donne une accélération continue du cœur du courant-jet. Dans ce cas, le temps de maturité est plus important que celui de la dépression suivant un cycle de vie « normal ».

L’occlusion et la dissipation se produisent quand l’éloignement du creux d’altitude réduit l’accélération du courant-jet. L’occlusion et la dissipation d’une dépression atmosphérique classique peut se réaliser de deux façons : l’éloignement du creux d’altitude permet une occlusion totale suivie d’une dissipation rapide ou le creux suivant une direction nord-ouest divise la zone d’accélération du courant-jet qui passe au-dessus des centres dépressionnaires dépendants. Dans ce dernier cas, une occlusion chaude a lieu séparément et se fait de manière progressive.