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La pression atmosphérique
La clé cachée du beau et du mauvais temps.
Pression : définition, mesure, réduction
La pression atmosphérique est la grandeur qui structure les cartes météo : c'est elle qui dessine dépressions et anticyclones et, indirectement, qui commande le vent.
Définition et unités
La pression en un point est le poids de la colonne d'air qui le surplombe, rapporté à une surface. On la mesure en hectopascals (hPa) : un hectopascal vaut 100 pascals, l'unité de pression, et équivaut exactement à l'ancien millibar. La valeur standard au niveau de la mer est de 1013,25 hPa. Près du sol, la pression décroît d'environ 1 hPa tous les 8 mètres, puis de façon exponentielle avec l'altitude : à 5,5 km, la moitié de la masse de l'atmosphère est déjà sous nos pieds.
Isobares et réduction au niveau de la mer
Le baromètre mesure la pression locale. Mais comparer des stations d'altitudes différentes exige d'annuler l'effet du relief : on réduit donc chaque mesure au niveau de la mer. Sans cette correction, une station de montagne afficherait en permanence une pression basse. Les isobares sont les lignes qui relient les points de même pression réduite, tracées en général tous les 4 ou 5 hPa ; leur resserrement mesure le gradient de pression, donc la force du vent.
Le géopotentiel en altitude
En altitude, les météorologues ne raisonnent pas sur la pression à une altitude fixe, mais sur l'altitude d'une surface de pression donnée, comme le 500 hPa, située vers 5,5 km : c'est le géopotentiel. Les creux de ces surfaces, appelés talwegs, et leurs bosses, les dorsales, guident les dépressions de surface.
💡 Sans réduction au niveau de la mer, une station de montagne indiquerait toujours une basse pression : la comparaison n'aurait aucun sens.
Vent géostrophique et force de Coriolis
Le vent naît des différences de pression, mais sa direction est profondément modelée par la rotation de la Terre. En altitude, un équilibre remarquable s'installe.
La force de pression
L'air subit une force qui le pousse des hautes vers les basses pressions, d'autant plus intense que les isobares sont resserrées : c'est la force du gradient de pression. Seule, elle ferait souffler le vent tout droit vers le centre des dépressions.
La force de Coriolis
La rotation de la Terre dévie tout mouvement : c'est la force de Coriolis. Dans l'hémisphère nord, elle fait tourner l'air vers la droite ; dans l'hémisphère sud, vers la gauche. Elle est proportionnelle à la vitesse et au sinus de la latitude : maximale aux pôles, nulle à l'équateur.
L'équilibre géostrophique
Loin du sol, sans frottement, la force de pression et la force de Coriolis finissent par s'équilibrer : le vent souffle alors parallèlement aux isobares, ce qu'on appelle le vent géostrophique. Dans l'hémisphère nord, il laisse les basses pressions à sa gauche.
💡 Loi de Buys-Ballot dans l'hémisphère nord : en tournant le dos au vent, les basses pressions se trouvent sur votre gauche.
Vent réel : frottement, gradient et temps
Le vent réel, celui qu'on mesure au sol, s'écarte du vent géostrophique idéal : le frottement et la courbure des trajectoires entrent en jeu, et relient directement la pression au temps qu'il fait.
Le frottement dans la couche limite
Dans les premières centaines de mètres, la couche limite, le frottement du sol ralentit le vent et affaiblit la force de Coriolis. L'équilibre se déplace : le vent traverse alors les isobares, avec un angle de 10 à 30°, en direction des basses pressions. C'est pourquoi l'air spirale vers le cœur des dépressions.
Le vent de gradient
Quand les trajectoires sont courbes, un effet centrifuge s'ajoute au bilan. Autour d'une dépression, le vent de gradient est un peu plus faible que le géostrophique, il est subgéostrophique ; autour d'un anticyclone, il est un peu plus fort, supergéostrophique.
Convergence, divergence et mouvements verticaux
Le vent qui spirale vers une dépression y provoque une convergence : l'air s'accumule au centre et, ne pouvant s'enfoncer dans le sol, il ne peut que monter, ce qui forme nuages et pluie. À l'inverse, l'air diverge d'un anticyclone, obligeant l'air d'altitude à descendre par subsidence, d'où un temps calme et sec. La pression au sol se relie ainsi directement au temps.
💡 L'air converge et monte dans les dépressions, d'où le temps perturbé ; il diverge et descend dans les anticyclones, d'où le temps calme.
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