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Concept
Barocline
Résumé
La baroclinicité est un terme de mécanique des fluides. On dit qu'on a affaire à un fluide barocline lorsque les lignes d'égale pression (isobares) croisent celles d'égale densité (isopycnes) dans celui-ci. Ce qualificatif est utilisé dans plusieurs domaines dont la météorologie, l'océanographie physique et l'astrophysique pour décrire des gaz ou liquides dont les propriétés varient avec l'épaisseur.
L'image de droite, en haut, montre le croisement selon la verticale de la densité et de la pression dans un fluide barocline. De plus, la densité est proportionnelle à la température .
La baroclinicité est donc = .
On remarque que l'on a donné une pente à ces lignes. Si on faisait une coupe selon l'horizontale de A vers B, on retrouverait un croisement des isobares et des isothermes comme sur la section du bas. C'est ce qu'on observe dans une carte à niveau constant, comme une carte de surface des systèmes météorologiques dans une zone frontale, là où on change de masse d'air.
Ceci veut dire:
que la température varie lorsqu'on se déplace le long d'un niveau de pression
qu'un flux à un niveau de pression donné change la température à ce niveau
qu'une perturbation barocline est une perturbation qui convertit de l’énergie potentielle thermique en énergie cinétique
Dans un fluide dont la densité change à un niveau de pression donné, on doit avoir un terme source qui cause ce changement. Dans les équations de Navier-Stokes, dont les équations primitives atmosphériques sont l'expression en météorologie et en océanographie, cela revient à introduire un terme de changement du tourbillon géostrophique . Le terme de source est appelé le vecteur baroclinique et devient:
Ce vecteur est d'intérêt tant pour les fluides compressibles que ceux incompressibles mais inhomogènes. Les ondes de gravité internes et les modes instables de Rayleigh-Taylor peuvent être analysés grâce à ce vecteur. Il est également important dans la création de tourbillon lors du passage de chocs dans des milieux inhomogènes comme l'instabilité de Richtmeyer-Meshkov.
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