De l'effet des jets streams...

Il y a quelques jours, j'observais le modèle BOLAM sur les Etats Unis. L'une des conclusions intéressantes que j'ai pu en tiré est l'effet des Jet-streams sur notre climat. Il existe en effet un stream partant de la cote est des US, se déplaçant vers le pôle nord et repiquant ensuite sur le sud en direction de l'Europe. 

L'interprétation des cartes des vents à 9'000 mètres m'a permit d'observer que ce flux apporte un certain nombre de dépressions qui prennent naissance sur les US. Celles-ci se renforcent en traversant l'atlantique et nous amène de beaux cyclones sur la façade ouest de l’Europe.

Quelques recherches sur internet m'ont permis de mieux comprendre le pattern de ces flux et leur topographie entre les us et l'Europe. Un premier schéma permet d'observer le phénomène :

Ce schéma est centré sur l’Europe et permet de voir la zone d'arrivée du stream en provenance des cotes US. Le schéma qui suit permet de mieux comprendre le parcours depuis les US .

A remarquer que la photo date du mois de septembre. Pour ma part, j'ai l'intuition que le parcours ne doit pas garder un tracé fixe toute l'années mais au contraire onduler.

D'après wikipedia, la definition d'un jet stream est la suivante :

"Dans un courant-jet, la vitesse du vent croît très vite à mesure que l'on se rapproche du centre du courant. Au sein de ce dernier, la vitesse moyenne est estimée à environ 25 m/s (ou 100 km/h), mais la vitesse maximale peut dépasser 100 m/s (ou 360 km/h) : c'est ce qui a valu à ce type de courant le nom de jet, qui évoque en anglais une très grande vitesse. D'autre part, les régions atmosphériques traversées par les courants-jets sont affectées par les forts cisaillements horizontal et vertical du vent.

Un courant-jet stable (appelé subtropical), se trouve entre la cellule de Hadley et celle de Ferrel. Il a une variation saisonnière aussi bien en ce qui concerne sa position qu'en ce qui concerne son intensité. Pendant l'été, le gradient de température étant plus bas entre le pôle et l'équateur, ce courant faiblit et passe d'environ 30 à 40 m/s à 15-20 m/s alors que, entre les deux saisons, sa latitude peut varier entre 20° et 40°. Toutefois, son altitude reste toujours sans changement, autour de 12 km.

Le terme de courant-jet se rapporte en particulier au courant associé au front polaire qui correspond à l'intersection entre la cellule polaire et celle de Ferrel. Ce courant, contrairement au courant subtropical n'est pas stable. En effet sa position moyenne change et surtout sa direction (depuis ouest-est jusqu'à nord-sud). Les perturbations qui affectent les latitudes moyennes sont associées au courant-jet."

Les causes d'un jet-stream sont expliqué de la façon suivante (source : wikipedia) :

"La circulation atmosphérique est une balance entre la force de Coriolis et le gradient de pression à une altitude donnée. L'air se déplace des zones de haute pression vers celles de basse pression et est dévié par la force de Coriolis (vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans celui du sud). Après un temps de réaction, il finit par couler le long des lignes d'égale pression (hors de la très basse atmosphère où la friction le fait se déplacer légèrement plus vers la zone plus basse pression), c'est ce qu'on nomme le vent géostrophique.

Le gradient de pression dépend quant à lui de la structure thermique dans la colonne d'air. Plus la différence de température entre deux zones est grande, plus la différence de pression et le vent augmenteront avec l'altitude. Ainsi le courant-jet se forme au-dessus d'un ruban serré de différence de températures que l'on nomme front (front chaud et front froid) et qui sépare les masses d'air froides (vers les pôles) et chaudes (vers l'équateur).

Cependant, il n'y aurait pas de fin à l'augmentation des vents avec l'altitude si la structure de l'atmosphère ne comportait ce qu'on appelle la tropopause. Cette dernière est la limite entre la troposphère dans laquelle nous vivons, et où la température diminue avec l'altitude, et la stratosphère où la température augmente avec l'altitude. L'image de gauche nous montre une coupe verticale où on peut voir la structure thermique à travers un front froid ainsi que celle des vents.

On remarque que la température à un niveau donné est plus froide dans la portion de gauche que dans celle de droite. Il y a augmentation rapide avec l'altitude de la force du vent au-dessus de la zone où le changement de hauteur d'isothermes se produit (le front), là où le gradient de température est le plus fort de l'air froid vers l'air chaud. Lorsqu'on arrive à la tropopause, la température commence à augmenter de chaque côté du front. Cependant, comme la tropopause est plus basse dans l'air froid, on atteint un niveau où la température est égale des deux côtés ce qui arrête la croissance du jet et on retrouve donc le cœur de ce dernier à ce niveau. Le gradient horizontal de température s'inverse ensuite pour aller de l'air chaud vers l'air froid si on continue à monter. Cet inversion de gradient diminue la différence de pression avec l'altitude et donc le vent. La tropopause devient donc le bouchon qui limite la hauteur du courant-jet."