Introduction
Les mouvements verticaux de l'air sont associés à plusieurs phénomènes (instabilité, relief de la terre, système dépressionnaire). De l'air chaud aura tendance à monter alors que l'inverse se produit avec de l'air froid. Pourquoi? Parce que de l'air chaud étant moins dense que l'air froid, il prend la route vers le haut jusqu'à ce qu'il atteigne un certain équilibre, c'est-à-dire que la densité de l'air ambiant soit le même que l'air montant.
Voici un exemple pour illustrer ce concept. Prenez un bouchon de liège et plongez le dans un bocal d'eau. Si vous le relâchez, le bouchon remontera immédiatement à la surface. Poursuivez l'expérience en prenant le bouchon et en le tenant au dessus de l'eau. Si vous le lâchez, il tombera tout de suite à la surface de l'eau. Que se passe-t-il? La densité du bouchon étant plus élevée que l'air mais moins élevée que l'eau fait en sorte que dans l'air, le bouchon descend mais dans l'eau, le bouchon remonte. Ce mouvement ascendant ou descendant permet au bouchon d'atteindre son équilibre.
Les situations en météorologie où l'air entreprend un mouvement vertical (vers le haut ou vers le bas) sont nombreuses. Tout d'abord, sachez que le mouvement vertical vers le haut est appelé ascendance alors que le mouvement vers le bas est appelée subsidence.
Origine orographique
L'ascendance due au relief est causée par un trait topographique proéminent : une chaîne de montagnes ou une plaine en pente.
Elle est non seulement fonction de la hauteur de l'obstacle, mais aussi du degré de stabilité de l'air.
Ces mouvements d'ascendance générale sont également cause de turbulence mécanique.
À courant ascendant Il y a généralement courant descendant du côté abrité de la crête de l'obstacle.
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Origine frontale
L'ascendance frontale, soulèvement frontal, est identique à l'ascendance orographique, mais son agent initiateur est une masse d'air qui en force une autre à s'élever. Ces masses d'air sont évidemment séparées par un front.
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La venue d'un front froid sur une région force la masse d'air chaud à monter. Encore une fois, ce mouvement pourra créer des nuages puisque l'air chaud est potentiellement plus humide que l'air froid. Le même phénomène se produit lorsqu'une masse d'air chaud s'amène. Si elle rencontre une masse d'air plus froid, la masse d'air chaud amorcera un mouvement ascendant comme pour "passer" par-dessus la masse d'air froid. |
Origine convective
La convection est caractérisée par des courants
ascendants clairement localisés, séparés par de grandes régions où
l'air s'affaisse graduellement; elle résulte alors de l'échauffement
inégal de la surface.
Ses lieux de prédilection sont les secteurs côtiers et les rives, où
les écarts de température sont les plus marqués, de même que là où
il y a un contraste thermique marqué entre d'autres types de terrain.
La convection peut
aussi être déclenchée par le réchauffement de l'air froid sur une
surface chaude.
L'été, dans les champs en campagne, le soleil réchauffe le sol.
Lorsque ce dernier est suffisamment chaud, il commence à réchauffer
l'air qui se trouve directement au dessus. L'air chaud devenant plus léger,
un mouvement ascendant s'amorce. Ce phénomène produit des cellules
convectives dans lequel des nuages peuvent se former dans chaque courant
ascendant.
Origine dynamique
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Dans une basse pression, on a vu que les vents circulaient en travers des isobares à cause de la friction du sol et que ces vents allaient vers le centre de la basse pression. On dit que le vent converge vers le centre (convergence). Hors, l'air ne pouvant s'accumuler indéfiniment dans le centre de la basse pression, il amorce un mouvement vers le haut. |
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Dans une haute pression, c'est l'inverse qui se produit. L'air circule hors de la haute pression en divergeant (divergence) vers l'extérieur avec un mouvement vertical de subsidence. |
En
résumé, la combinaison des mouvements divergents et convergents
produit une cellule de convergence/divergence telle qu'illustrée dans
la figure ci-bas. Ce genre de cellule est directement responsable de la
création de nuages si l'air est humide et que le point de rosée est
atteint dans le mouvement ascendant de l'air.
Le frottement
En
frottant le sol, l'air se brise en une série de tourbillons; phénomène
appelé turbulence mécanique.
Bien que ses effets ne touchent habituellement que la couche de
l'atmosphère située entre la surface et une altitude de 1,5 km, sa
portée verticale dépend de la stabilité, de la force du vent de
surface, et de la nature du terrain.
