Évolution des théories de la circulation atmosphérique générale - article ; n°348 ; vol.65, pg 81-97

Pierre Birot

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Annales de Géographie - Année 1956 - Volume 65 - Numéro 348 - Pages 81-97
17 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié le: 01 janvier 1956
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Pierre Birot
Évolution des théories de la circulation atmosphérique générale
In: Annales de Géographie. 1956, t. 65, n°348. pp. 81-97.
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Birot Pierre. Évolution des théories de la circulation atmosphérique générale. In: Annales de Géographie. 1956, t. 65, n°348. pp.
81-97.
doi : 10.3406/geo.1956.14320
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/geo_0003-4010_1956_num_65_348_14320348. — LXVe année. Mars-Avril 1956. №
ANNALES
DE
GEOGRAPHIE
DE LA CIRCULATION ÉVOLUTION ATMOSPHÉRIQUE DES THÉORIES GÉNÉRALE1
Pendant plus de deux siècles, depuis Hadley, on a expliqué la circulation
atmosphérique générale à partir du gonflement de l'atmosphère équatoriale
surchauffée (par rapport aux hautes latitudes). Celle-ci, en s'écoulant vers
les pôles, transporterait avec elle les vitesses élevées, acquises dans la -zone
équatoriale (environ 1 800 km à l'heure), dans des parallèles plus courts,
d'où la prédominance des vents d'Ouest, plus rapides que la Terre à ces
latitudes. Or, entre 1947 et 1949, le savant suédois С G. Rossby, suivi de
nombreux météorologistes, a proposé des conceptions complètement diffé
rentes, aboutissant à chercher dans les moyennes et hautes latitudes l'origine
de la circulation générale, l'ascendance équatoriale ne jouant plus qu'un
rôle secondaire, voire passif. Les géographes ne peuvent se désintéresser de
ce nouveau courant d'idées.
I. — Les faits
On sait que chaque hémisphère est partagé en deux surfaces égales par
une bande de hautes pressions, installée vers 30°, séparant la circulation
superficielle d'Est de la zone intertropicale et une circulation zonale d'Ouest,
1. Nous adressons nos remerciements à M. P. Queney qui a bien voulu lire ces pages et
nous faire bénéficier de ses observations qui aboutissent d'ailleurs, parfois, à des conclusions
un peu différentes, dont nous espérons la prochaine publication. Pour la bibliographie, on ne
citera que quelques ouvrages essentiels : G. G. Rossby et collaborateurs, On the general circu
lation of the atmosphere in middle latitudes, A preliminary summary report on certain investiga
tions conducted at the University of Chicago during the Academic Year 1946-1947 (Bull. Am.
Met. Soc, Lancaster, 1947, p. 255-280) ; Id., On the nature of the general circulation of the lower
atmosphere, in the atmosphere of the earth and planets, University of Chicago Press, 1949,
p. 46-48. — Le volumineux Compendium of Meteorology publié par T. Malone, American Meteor
ological Society, Boston, 1951, x-1334 p., fait place aux idées de Rossby, mais renferme de
nombreuses mises au point précieuses. — - Riehl, Tropical Meteorology, Londres et New York, ou' 1954, 392 p. — A signaler quelques articles de vulgarisation de demi-vulgarisation :
P. Queney, L'évolution moderne des idées sur la circulation générale de l'atmosphère (Cahiers de
l'Information Géographique, 1953, n° 2, p. 2-13) ; A. Defant, Neuere Ansichten uber die allgem.
Zirkulation der Almosphàre (Archiv filr Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Vienne,
1949, p. 273-294). — Le cours de P. Pedelaborde, publié au C.D.U., Paris, 1953.
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d'ailleurs beaucoup moins régulière, prédominant aux moyennes latitudes.
Il en résulte que les frottements exercés sur la surface terrestre par l'ensemble
des vents se compensent et n'influent pas sur la vitesse de rotation du globe.
A partir de cette dorsale les pressions diminuent lentement vers l'équateur,
où elles sont de peu inférieures à la normale, et vers le thalweg très creux
du 60e parallèle, au delà duquel elle remonte vers le pôle.
On a reconnu depuis longtemps que cette bande de hautes pressions
n'est pas d'un seul tenant et ne saurait l'être pour des raisons de continuité
dans la circulation sur une calotte sphérique. Elle se décompose en centres
de hautes pressions atteignant le sol sur la façade occidentale des continents,
et s'élevant progressivement en altitude vers l'Ouest (Bjerknes). Ainsi des
échanges sont possibles entre la zone tempérée et la zone chaude sur la face
occidentale de ces cellules, où règne un courant d'origine méridionale à
composante verticale ascendante, tandis que sur la façade orientale le courant
Nord tend à se rapprocher du sol.
Pendant Uhiver, les cellules des hautes pressions subtropicales de l'hémi
sphère sont renforcées et atteignent leur valeur maximum vers le 30e degré
de lat. Le gradient jusqu'à l'équateur est vigoureux, où régnent de basses
pressions relatives. La zone intermédiaire est balayée par le courant
NE des alizés, qui atteint son maximum de force et de régularité (vitesse
supérieure à 8 nœuds) sur l'océan Atlantique et l'océan Pacifique. En été,
le système d'anticyclones s'affaiblit en même temps qu'il remonte vers le
Nord et se déplace vers les Océans. L'alizé existe seulement dans l'Atlantique,
le Nord du Sahara et le Pacifique oriental. Enfin, sur de larges secteurs,
la partie méridionale de la zone tropicale est envahie par des courants SW
de mousson (fig. 1 et 3).
En altitude, les hautes pressions se déplacent progressivement vers
l'équateur au fur et à mesure qu'on s'élève. Au-dessus des hautes pressions
subtropicales et des alizés régnent des vents d'Ouest, qui atteignent leur
maximum de puissance vers 10 km d'altitude et le 35e degré de lat. N pen
dant l'hiver {Jet Stream). La ligne de séparation d'avec les vents d'Est s'incline
du 10e degré au 25e environ en direction du pôle. Au contraire, en situation
d'été, les vents d'Ouest d'altitude sont affaiblis et rejetés vers le Nord, leur
ligne de séparation d'avec les vents d'Est est presque verticale, un peu
au Sud de 30°. Toute la zone tropicale est alors balayée par des vents d'Est
jusqu'à la tropopause. Il convient cependant de rappeler que notre connais
sance des courants supérieurs de la zone intertropicale reste très imparfaite,
les observations directes étant peu nombreuses et le calcul de la direction
du vent à partir du champ de pressions ne pouvant être opéré comme dans
les hautes latitudes, en raison de la faiblesse de la force de Coriolis.
Sur le versant polaire des anticyclones subtropicaux, les pressions dimi
nuent assez rapidement jusqu'aux pôles aux étages moyens et supérieurs de
l'atmosphère. En surface, le thalweg le plus creux se fixe vers 60° de lat. En
même temps, les températures moyennes, peu variables entre les tropiques, LA CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE GÉNÉRALE 85
diminuent, mais avec une brusque accentuation de pente vers 40°, c'est-à-dire
un peu au Nord de la verticale du Jet Stream. Nulle part le gradient thermique
n'est aussi brusque. Masses d'air chaudes et froides s'affrontent le long d'un
« front polaire ». Il existe entre ce phénomène et la présence du Jet Stream
des relations étroites. L'augmentation de vitesse du Jet Stream en altitude
nécessite une augmentation du gradient horizontal de pression ; or on sait
que, pour une même pression au sol, la pression en altitude est d'autant
plus élevée que l'air est plus chaud, et inversement pour l'air froid. Cet
Illustration non autorisée à la diffusion
30p 0° 30° 60e 90e S
Vents d'Ouest L__J Vents d'Est
Fig. 3. — Coupe de l'atmosphère dans une situation typique d'hiver, d'après Queney.
Vitesse des vents, en km/h.
air chaud est d'ailleurs maintenu dans une bande située au Sud du Jet
Stream par la force centrifuge (due à la vitesse de ce jet) et qui maintient
l'air chaud dans la zone subtropicale. Ce mouvement relatif vers le Sud
qui se produit dans la troposphère supérieure entraîne à son tour un
mouvement ascensionnel de l'air au Nord du Jet Stream, qui est la réplique
de la subsidence des H. P.
Dans les moyennes et hautes latitudes, toute la circulation se résoud
en systèmes tourbillonnaires d'axe vertical, spécialement dans la strato
sphère inférieure ; cependant l'axe de ces tourbillons est entraîné dans un
mouvement général vers l'Est. Les mouvements vers l'Est n'ont quelque
régularité que dans les très hautes latitudes,