Une masse d'air peut être définie comme une grande partie d'air qui a une extension horizontale de plusieurs centaines de kilomètres. Il possède des propriétés physiques telles que la température, la teneur en humidité et le gradient de température vertical qui sont plus ou moins uniformes. Depuis le masses d'air Ils sont très importants pour la météorologie et la climatologie, nous allons dédier cet article complet pour connaître leurs caractéristiques et leur dynamique.
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Types de masses d'air
Comme nous l'avons mentionné précédemment, cette grande partie de l'air qui a une extension horizontale et certaines propriétés physiques est ce que nous appelons la masse d'air. Ils sont classés en fonction des propriétés physiques qu'ils possèdent, notamment en fonction de la température. En fonction de la température de la masse d'air on trouve des masses froides, comme les masses arctiques et polaires, ou chaudes, comme les masses d'air tropical. Il existe également d'autres types de classifications en fonction de son humidité, c'est-à-dire de sa teneur en vapeur d'eau. Masses d'air avec peu de contenu en vapeur d'eau sont appelés masses continentales. D'un autre côté, ceux qui s'ils viennent chargés d'humidité, ce sont les maritimes, car ils se trouvent généralement dans des zones proches de la mer.
Il existe des zones de localisation intermédiaires où l'on retrouve les masses d'air en hiver et en été et elles se heurtent dans leur type. Ces zones sont les soi-disant fronts aériens et la zone de convergence intertropicale.
Dynamique des masses d'air
Nous allons maintenant analyser la dynamique des masses d'air pour en comprendre davantage. Il y a un mouvement dans le plan horizontal des masses d'air conditionné par la pression atmosphérique qui existe à la surface de la terre. Ce mouvement des masses d'air est appelé gradient de pression. L'air a tendance à se déplacer de la zone où il y a plus de pression vers celle où il y a moins. Cette circulation est ce qui établit un flux ou un gradient d'air.
Le gradient est défini par la différence de pression que l'on peut trouver. Plus la différence de pression est élevée, plus le vent circule de force. Ces différences dans les valeurs de pression du plan horizontal sont responsables des changements d'accélération des masses d'air. Cette accélération est exprimée en changement de force par unité de masse et est perpendiculaire aux isobares. Cette accélération est appelée la force du gradient de pression. La valeur de cette force est inversement proportionnelle à la densité de l'air et directement proportionnelle au gradient de pression.
effet de Coriolis
El effet de Coriolis Elle est causée par le mouvement de rotation de la Terre. C'est une déviation que la planète produit sur les masses d'air du fait d'avoir un mouvement de rotation. Cet écart que la planète produit sur les masses d'air en raison du mouvement de rotation est appelé effet Coriolis.
Si nous l'analysons d'un point de vue géométrique, on pourrait dire que les masses d'air sont comme si elles se déplaçaient sur un système de coordonnées en mouvement. L'amplitude de la force de Coriolis par unité de masse est directement proportionnelle à la vitesse horizontale que l'air transporte à ce moment et à la vitesse angulaire de rotation de la Terre. Cette force varie également en fonction de la latitude dans laquelle nous nous trouvons. Par exemple, lorsque nous sommes dans l'équateur, à la latitude 0, la force de Coriolis est complètement annulée. Cependant, si nous allons aux pôles, c'est là que nous trouvons les valeurs de Coriolis les plus élevées, puisque la latitude est de 90 degrés.
On pourrait dire que la force de Coriolis agit toujours perpendiculairement à la direction du mouvement de l'air. De cette façon, il y a une déviation vers la droite chaque fois que nous sommes dans l'hémisphère nord, et vers la gauche si nous sommes dans l'hémisphère sud.
Vent géostrophique
Vous l'avez sûrement entendu à un moment donné ou aux actualités. Le vent géostrophique est celui que l'on trouve dans l'atmosphère libre d'une hauteur de 1000 mètres et soufflant presque perpendiculairement au gradient de pression. Si vous suivez le chemin du vent géostrophique, vous trouverez les noyaux haute pression à droite et les noyaux basse pression à gauche dans l'hémisphère nord.
Avec cela, nous pouvons voir que la force du gradient de pression est complètement équilibrée par la force de Coriolis. C'est parce qu'ils agissent dans le même sens, mais dans le sens opposé. La vitesse de ce vent est inversement proportionnelle au sinus de la latitude. Cela signifie que pour le même gradient de pression associé à un vent géostrophique, nous verrons comment la vitesse de circulation diminue à mesure que nous nous dirigeons vers des latitudes plus élevées.
Force de frottement et spirale d'Ekman
Nous décrivons ensuite un autre aspect important de la dynamique des masses d'air. Le frottement de l'air, bien que parfois considéré comme négligeable, n'est pas nécessaire. Cela est dû au fait que le frottement qu'il a avec la surface de la terre a un effet assez important sur le déplacement final. Il provoque une diminution de la vitesse du vent lorsqu'il est près de la surface à des valeurs inférieures au vent géostrophique. En outre, le fait passer à travers les isobares plus obliquement dans le sens du gradient de pression.
La force de frottement agit toujours dans le sens opposé au mouvement avec les masses d'air. Si le degré d'obliquité par rapport aux isobares diminue, l'effet de frottement diminue, à mesure que l'on augmente jusqu'à une certaine hauteur, environ 1000 mètres. À ce stade, les vents sont géostrophiques et la force de frottement est presque inexistante. En raison de la force de frottement sur la surface, le vent emprunte un chemin en spirale connu sous le nom de spirale d'Ekman.
Comme vous pouvez le voir, la dynamique des masses d'air est assez compliquée. Il y a de nombreux facteurs à considérer. J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus et clarifier certains doutes.