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Concept
Vent thermique
Résumé
vignette|upright=1.5|a) est constant avec le changement de Z dans une atmosphère barotrope sauf au sol ()
b) augmente avec Z dans une atmosphère barocline ()
Le vent thermique est un concept pratique en météorologie pour calculer la variation du vent entre deux altitudes quand on connaît la structure thermique de la masse d'air.
Dans une couche de l'atmosphère terrestre, limitée par des surfaces isobares inférieures (p0) et supérieure (p1), le vent V soufflant en un point n'est généralement pas le même, ni par sa direction ou vitesse, au sommet et à la base de la couche. La différence vectorielle représente ce cisaillement vertical subi par le vent entre le bas et le haut de la couche et il définit le « Vent thermique » (VT) :
Le vent étant dû à un équilibre entre différentes forces que sont le gradient de pression, la force de Coriolis, la gravité, la force centrifuge et la friction. À grande échelle, dite échelle synoptique, et suffisamment haut pour que la friction du terrain soit négligeable, la pression et Coriolis demeurent les seules forces dans l'équation. Il s'agit de l'équilibre géostrophique qui donne le vent géostrophique. Le vent géostrophique selon les axes x et y à une altitude de (Z) de pression constante est défini dans l'atmosphère libre comme :
Le vent thermique devient donc :
Selon cet équilibre, on utilise l'hypothèse hydrostatique et la loi des gaz parfaits pour calculer la relation entre la pression (p) et la température (T):
vignette|La variation du vent géostrophique donne le vent thermique.
En combinant ces équations, on obtient la relation qui donne le vent thermique ():
Où:
= facteur (ou paramètre) de Coriolis = ;
vg et ug sont les composantes selon x et y du vent géostrophique ;
est le géopotentiel ;
= Vitesse angulaire de rotation de la Terre ;
= latitude ;
R = constante des gaz parfaits ;
g = accélération gravitationnelle = ;
selon l'axe z.
vignette|Direction du vent thermique est parallèle aux isothermes de température moyenne dans la couche et donc au gradient de température.
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