1. Mouvement des vents
a) La température
b) La pression
La température n'est pas une grandeur directement mesurable. En effet elle est modifiée en fonction de l'individu et des conditions atmosphériques ( soleil, pluie, neige...). L'homme a donc défini des échelles pour déterminer sa grandeur physique. En France et dans beaucoup d'autres pays nous utilisons le degré Celsius, mais il existe également le degré Fahrenheit. Le 0°C de l'échelle Celsius correspond au point de congélation de l'eau, et le 100°C au point d'ébullition de l'eau. L'instrument de mesure de la température est le thermomètre. Les thermomètres à alcool ou comportant des bilames métalliques, exploitent le fait que les corps utilisés se dilatent sous l'effet de la chaleur. Le thermomètre à mercure est désormais interdit en raison de sa toxicité. Les météorologues utilisent également des sondes de températures, des thermomètres électroniques et même les mesures calculées à partir des relevés par satellite.
La température varie entre la nuit et la jour, mais aussi avec le niveau d'ensoleillement qui peut changer au cours de la journée.
c) La force de Coriolis
La pression représente le poids de l'air (ensemble de gaz) qui exerce une force sur la surface de la terre. L'unité de pression utilisée en météorologie est l'hectopascal (hPa). Le baromètre est utilisé pour mesurer la pression. Pour pouvoir comparer les mesures de pression entre elles, les météorologistes appliquent des normes qui sont définies par l'Organisation météorologique mondiale. Elles sont ainsi ramenées au niveau de la mer et les baromètres sont étalonnés pour indiquer la pression au niveau de la mer. Il existe plusieurs types de baromètre : le baromètre à mercure, le baromètre anéroïde, le barographe. Cependant en météorologie, il est possible de mesurer la variation de la pression avec l'altitude avec un capteur sous un ballon, cela s'appelle alors le radiosondage. C'est la connaissance fine des variations horizontales et verticales de la pression atmosphérique qui permet de déterminer les mouvements de l'atmosphère et donc d'expliquer l'origine des vents. En effet, lorsqu'elle diminue rapidement le vent et le mauvais temps sont à prévoir. Lorsque celle-ci est haute, le temps est calme. Dans les deux cas, la pression est calculée au niveau de la mer et varie au court du temps. Ainsi une dépression est une zone de basse pression, et un anticyclone, une zone de haute pression.
La force de Coriolis est un phénomène qui dépend de la vitesse même du corps en mouvement. En effet, nous savons que la Terre est sphérique et tourne autour d'un axe reliant pôle sud et pôle nord . Un point de surface aura donc une vitesse qui ne sera pas constante et qui dépendra de sa latitude. En partant d'un pôle sa vitesse atteindra un maximum au niveau de l'équateur et diminuera en se rapprochant de l'autre pôle. Prenons donc l'exemple d'un individu sur un manège en rotation qui veux aller vert le centre en partant de la périphérie : plus il va avancer, moins le manège va l'emporter sur le côté. Cette force est négligeable dans de nombreux domaines mais pas dans celui du mouvement des masses d'air où elle joue un rôle essentiel. Avec l'exemple ci-dessus plus la vitesse du corps est rapide plus la force de Coriolis est importante. Enfin, pour qu'il y ait une force de Coriolis il faut qu'il y ait changement de vitesse du support lors du déplacement sur celui-ci. Donc, la force de Coriolis est maximale aux pôles et négligeable à l'équateur.
Expérience : la force de Coriolis
Cette expérience a pour but de simuler l’écoulement atmosphérique. Dans notre modèle l’air est remplacé par de l’eau pour une visualisions plus claire.
Nous mettons dans un cristallisoir, rempli d’un fond d’eau, quelques gouttes de colorant à 2 ou 3 endroits différents. Avec un tube, nous rajoutons de l’eau au centre du cristallisoir pour créer un anticyclone ou au contraire nous en enlevons pour simuler une dépression. Grâce à un plateau tournant, nous pouvons observer les mouvements des colorants en appliquant la force de Coriolis
Témoin (sans application de la force de Coriolis)
Les écoulements sont semblables à ceux observés dans l'atmosphère (exemple : cyclone) : l'expérience est reussie
Schéma de la force de Coriolis
