Comment le vent se forme-t-il ?

L’énergie du vent provient de l’énergie solaire. Celle-ci ne se répartit pas uniformément sur la surface terrestre. Cela conduit à la naissance d’anticyclones (zones de haute pression atmosphérique) et de dépressions (zones de faible pression) – zones à l’origine du vent. Comment cela se fait-il ? Et pourquoi le vent ne mollit-t-il jamais au bord de la mer ?

En principe, le vent naît à partir de l’énergie solaire.

Quand le soleil brille la surface terrestre et l’atmosphère ne s’échauffent pas uniformément. Les surfaces continentales, par exemple, s’échauffent plus que les océans, les déserts plus que les zones à forte végétation, les régions très ensoleillées plus que celles à forte nébulosité. Comme l’air chaud monte et que l’air froid descend, la pression atmosphérique varie d’une région à l’autre.

Les zones à plus forte pression atmosphérique sont appelées « anticyclones », celles à plus faible pression « dépressions ». Les différences de pression engendrent la force motrice du vent, orientée de l’anticyclone vers la dépression. L’air est donc propulsé de l’anticyclone vers la dépression.

Comme la terre tourne, l’air ne peut pas atteindre la dépression sur le chemin direct et le plus court, mais il suit des trajectoires compliquées, en spirale, et dont les prévisions constituent d’ailleurs un élément important de la prévision du temps.

La circulation de l’air, c’est le vent !

Comment se forme une dépression ou un anticyclone?

En principe, une dépression se forme lorsque l’air monte sur une vaste surface, un anticyclone lorsque l’air descend.

Dans les régions équatoriales, par exemple, l’air se réchauffe beaucoup. Comme il se dilate sa masse volumique y devient plus faible que celle de l’air frais des régions avoisinantes. C’est pourquoi l’air chaud monte. Par suite il « manque de l’air » au niveau du sol : une dépression s’est formée. C’est justement ce mouvement ascendant de l’air (quelques cm par seconde) qui est à l’origine de la dépression ! Dans les cyclones tropicaux, par exemple, la vitesse ascendante de l’air peut dépasser les 100 km/h.

Dans d’autres régions, l’air descend globalement. Au sol, il se forme une « accumulation d’air » et la pression y s’accroît. Un anticyclone se forme.

Suite aux mouvements horizontaux et verticaux de l’air, une circulation globale se met en marche et représentée de façon simplifiée sur le schéma ci-joint. Entre les Pôles et l’Equateur, on reconnaît trois cellules, dans lesquelles l’air monte, se déplace en altitude, descend et retourne au point de départ au niveau du sol, créant ainsi un cycle de circulation. Ces systèmes fonctionnent à la manière de roues dentées couplées les unes aux autres.

Image: Schéma simplifié de la circulation globale de masses d‘air

Pourquoi le vent ne mollit-il jamais à la côte ?

A la côte, le vent se forme grâce au réchauffement inégal de la mer et de la terre ferme. Quand le soleil brille, au cours de la journée, la terre ferme et l’air au-dessus se réchauffent plus fortement que la mer et l’air au-dessus d’elle. (L’eau a la propriété de ne s’échauffer que relativement peu lorsqu’elle reçoit de la chaleur, au contraire d’autres substances.) L’air chaud au-dessus de la terre ferme monte, aspirant ainsi l’air frais au-dessus de la mer. Le vent souffle de la mer vers la terre. Au cours de la nuit, c’est l’inverse qui se produit : la terre se refroidit plus rapidement que la mer et le vent souffle de la terre vers la mer.

Auteurs: Patrick Delhalt (MNHN), André Mousset (MNHN)

Cet article a été publié dans le Science News 03/2005.