Les dépressions polaires

ParDanahé Paquin-Ricard

Image du satellite NOAA-9 d’une dépression polaire au-dessus de la mer de Barent le 27 février 1987. (S. Businger, Department of Meteorology, University of Hawaii)

Plan

1. Description1. Caractéristiques2. Structure 3D3. Dynamique

2. Physique /Exemple1. Présentation du cas du 27 au 29 janvier 20042. Conditions favorables3. Formation4. Intensification 5. Comblement

3. Conclusion

1.1 Caractéristiques

Définition: cyclone maritime petit (mésoéchelle) et intense qui se forme au nord (pour l’hémisphère nord) de la zone barocline (front polaire)

Situation géographique: Naissance au-dessus des océans où de l’air froid est

advecté au-dessus d’eaux plus chaudes (mers nordiques)

Rapide diminution lorsque le cyclone se retrouve au-dessus des terres

Situation temporelle: surtout l’hiver pour l’hémisphère nord (octobre à avril)

Durée: de 3 à 36 heures Vents: 60 km/h minimum (vagues de 5 m) Nuages: spirale de nuages avec un œil central

plus chaud (l’analogue d’un ouragan) Échelle horizontale: 200 à 1000 km de diamètre

1.2 Structure 3D

Échelle horizontale : 200 à 1000 km Structure:

Spirale de nuage: Vents très forts autour du cœur Mouvements ascendants très intenses Nuages convectifs

Cœur: Air chaud Vents faibles Subsidence (faible) Absence de nuages (oeil)

2.1 La dépression polaire du 27 janvier 2004Formation de deux dépressions polaires au nord de la Norvège, derrière le Front Arctique dans la nuit du 28 janvier entre 00h00 et 02h00.Le système se dirige vers le sud et la dépression la plus au sud termine sur l’Écosse vers 15h00 le 28 janvier.La deuxième dépression continue sa course et bifurque vers la frontière de l’Allemagne et des Pays-Bas et meure vers 06h00 le 29 janvier.

Cas tiré du site: http://www.zamg.ac.at/docu/Manual/SatManu/main.htmLes cartes météo proviennent du modèle Hirlam de l’Institut Royal de Météorologie Hollandais (KNMI) .

28 janv. 12h00

2.2 Conditions favorables

Zone barocline peu profonde Air froid advecté au-dessus de l’océan plus

chaud Inversion de température Soulèvement d’air par convection Condensation et relâchement de chaleur

latente

2.2 Conditions favorables du 27 janvier 2004

00h00: Basse pression au nord de la Norvège Vents du N entre la Norvège et l’Islande Nuages convectifs apparaissent

2.2 Conditions favorables du 27 janvier 2004

06h00: Front Arctique entre la Norvège et l’Islande La température diminue avec le passage du

frontMagenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

2.2 Conditions favorables du 27 janvier 2004

18h00: Front Arctique descend vers le sud

Violet: w à 850 hPa

2.2 Conditions favorables du 27 janvier 2004

18h00: 3 basses pressions à la surface (987 hPa), 2 à 500 hPaMagenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

2.2 Conditions favorables du 27 janvier 2004

18h00: Advection de tourbillon positive à 500 hPa

Vert: Advection de tourbillon positive à 500 hPa

2.3 Formation

Hypothèse CISK (conditional instability of the second kind) pour une atmosphère initialement instable : Turbulence initiale Convergence et ascendance Condensation et relâchement de chaleur

latente Réchauffement et expansion Pression de surface diminue Augmentation du gradient de surface à

l’horizontale Augmente convergence ...

2.3 Formation le 28 janvier 2004

00h00: 3 centres de basses pression en surface (min: 987 hPa) Creux en surface et à 500 hPa au-dessus de la mer du

NordMagenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

06h00: Front Arctique descend vers le sud Gradient de température diminue au-dessus de la mer

du Nord Violet: w à 850 hPa

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

06h00: Basses pressions de surface diminues faiblement en intensité et

se dirige lentement vers le sud 2 dépressions polaires sont maintenant visibles: 62N/02W et

67N/02E Modèle surestime la pression de la DP 2 de 6 hPa

1

2

Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

12h00: Présence de nuages associés au Front Arctique Front Arctique s’étend jusqu’à 450 hPa en altitude

Violet: w à 850 hPa

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

12h00: DP 1 approche de l’Écosse

Rafales de vents enregistrées à 60 nœuds (≈ 110 km/h)

Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

18h00: DP 1 : meure en touchant l’Écosse, ses restes au-

dessus de la mer du Nord DP 2 s’intensifie Front Arctique descend encore vers le sud

Violet: w à 850 hPa

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

18h00: Advection de T + jusqu’à 600 hPa Advection de T – au-dessus

Rouge: Adv. de T +

Bleu: Adv. de T -

Noir: w

Gris: signal satellitaire

Instabilité → Intensification ?

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

18h00: Mvt ascendant au centre de la DP et maximum à

750 hPa

Rouge: +

Bleu: -

Noir: w

Gris: signal satellitaire

2.4 Intensification le 28 janvier 2004

18h00: Advection de tourbillon + à l’arrière de la DP2

et au-dessus des restes de la DP1Vert: Advection de tourbillon positive à 500 hPa

2.4 Intensification le 29 janvier 2004

00h00: Basses pressions vers le Danemark Vents du Nord-Ouest entraînent la DP vers la Baie

dHelgoland Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

2.4 Intensification le 29 janvier 2004

00h00: Mvts ascendants au centre de la DP Mvt descendant faible à 700 hPa au centre: l’œil de la

DP

Rouge: +

Bleu: -

Noir: w

2.5 Comblement

Lorsque la DP touche terre: Source de vapeur d’eau disparaît Source de chaleur sensible disparaît La friction à la surface augmente →

augmente la convergence → augmente la pression de surface dans le centre de la DP (faible effet)

La DP perd ses caractéristiques et s’affaiblie rapidement

2.5 Comblement le 29 janvier 2004

06h00: Basses pressions au-dessus du Danemark La DP touche terre: Allemagne et Pays-Bas

Rafales de vents et de neiges (max de 128 km/h enregistré aux Pays-bas) qui diminuent rapidement par la suite

Magenta: hauteur du niveau 1000 hPa

Cyan: hauteur du niveau 500 hPa

3. Conclusion

Conditions favorables: Advection d’air froid sur eau chaude Basse pression en surface

Intensification / Déplacement: Hypothèse CISK Advection de tourbillon ? Vent

Comblement: En touchant terre, ces sources sont coupées

Questions ?

Merci!