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Concept
Onde de gravité
Résumé
thumb|upright=1.5|Motif nuageux formé par les ondes de gravité en aval de l'Île Amsterdam, une île volcanique de l'Océan Indien
En mécanique des fluides, on désigne par onde de gravité une onde se déplaçant sur la surface libre d'un fluide soumis à la gravité. En océanographie, les vagues en milieu ouvert ou le ballottement en milieu fermé constituent des exemples d'ondes de gravité. En météorologie, on désigne par onde de gravité les variations de pression atmosphérique concentriques créées par la chute d'une masse d'air (par exemple en raison du relief du terrain) qui subit la poussée d'Archimède car elle a une densité différente de l'environnement. Ces ondes sont l'équivalent des vagues dans un milieu en trois dimensions. Elles peuvent mener à la création de bandes nuageuses parallèles, correspondant aux minima et maxima de pression ("crêtes" de l'onde), par exemple des cirrus vertebratus.
Il ne faut pas confondre onde de gravité et onde gravitationnelle. Cette dernière notion est reliée à la propagation de la gravitation dans la relativité générale d'Albert Einstein.
Une parcelle de fluide qui se trouve dans un champ de gravité est attirée vers le bas. Dans un fluide verticalement stratifié, c'est-à-dire dont la densité diminue avec l'altitude, elle subit une force de sens inverse à la pesanteur, la poussée d'Archimède, qui l'attire vers une zone de densité plus faible. La parcelle tend dès lors à revenir à sa position initiale, comme une masse au bout d'un ressort. Cette force donne une vitesse verticale à la parcelle, ce qui lui fera dépasser son point d'équilibre. En continuant son ascension, elle se dirigera vers une zone moins dense et la gravité l'emportera, la ramenant vers le bas. On obtient ainsi une oscillation à amortissement autour du point d'équilibre.
Les vagues et la houle à la surface de la mer sont les exemples les plus communs d'ondes de gravité de surface. Le vent agissant sur la surface de la mer cause des différences de hauteur de celle-ci qui vont se propager, en première approximation dans la direction du vent — en réalité, le phénomène du transport d'Ekman intervient.
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