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Catégorie: Météo Weather
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Atmosphère

Description

Les ondes de Rossby, également appelées ondes planétaires, sont un type d’onde inertielle naturellement présente dans les fluides en rotation. Ils ont été identifiés pour la première fois par Carl-Gustaf Arvid Rossby. Ils sont observés dans les atmosphères et les océans des planètes en raison de la rotation de la planète. Cet article se concentre sur les vagues de Rossby atmosphériques sur Terre, des méandres géants dans des vents de haute altitude qui ont une influence majeure sur la météo. Ces ondes sont associées aux systèmes de pression et au courant-jet.

Rossby fait des vagues dans l’hémisphère Nord. Source : Wikicommons

Ondes de Rossby atmosphériques

Les ondes de Rossby atmosphériques résultent de la conservation de la vorticité potentielle et sont influencées par l’effet de Coriolis et le gradient de pression. La rotation fait tourner les fluides vers la droite lorsqu’ils se déplacent dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud. Par exemple, un fluide qui se déplace de l’équateur vers le pôle nord déviera vers l’est; un fluide se déplaçant vers l’équateur depuis le nord déviera vers l’ouest. Ces déviations sont causées par la force de Coriolis et la conservation de la vorticité potentielle, ce qui entraîne des changements de vorticité relative. Ceci est analogue à la conservation du moment angulaire en mécanique. Dans les atmosphères planétaires, y compris la Terre, les ondes de Rossby sont dues à la variation de l’effet de Coriolis avec la latitude.

On peut identifier une onde de Rossby terrestre car sa vitesse de phase, marquée par sa crête d’onde, a toujours une composante vers l’ouest. Cependant, l’ensemble d’ondes de Rossby collectées peut sembler se déplacer dans les deux sens avec ce que l’on appelle sa vitesse de groupe. En général, les ondes plus courtes ont une vitesse de groupe vers l’est et les ondes longues une vitesse de groupe vers l’ouest.

Les termes « barotrope » et « baroclinique » sont utilisés pour distinguer la structure verticale des ondes de Rossby. Les ondes de Rossby barotropes ne varient pas dans la verticale et ont les vitesses de propagation les plus rapides. Les modes d’ondes barocliniques, en revanche, varient dans la verticale. Ils sont également plus lents, avec des vitesses de seulement quelques centimètres par seconde ou moins.

La plupart des recherches sur les ondes de Rossby ont été effectuées sur celles de l’atmosphère terrestre. Les ondes de Rossby dans l’atmosphère terrestre sont faciles à observer comme (généralement 4-6) méandres à grande échelle du courant-jet. Lorsque ces écarts deviennent très prononcés, des masses d’air froid ou chaud se détachent et deviennent des cyclones et des anticyclones de faible intensité, respectivement, et sont responsables des conditions météorologiques quotidiennes aux latitudes moyennes. L’action des vagues de Rossby explique en partie pourquoi les bords continentaux orientaux de l’hémisphère Nord, tels que le Nord-Est des États-Unis et l’Est du Canada, sont plus froids que l’Europe occidentale aux mêmes latitudes.

Ondes atmosphériques se propageant vers les pôles

La convection profonde (transfert de chaleur) vers la troposphère est renforcée sur les surfaces marines très chaudes des tropiques, comme lors des événements El Niño. Ce forçage tropical génère des ondes de Rossby atmosphériques qui ont une migration vers le pôle et vers l’est.

Les ondes de Rossby se propageant vers les pôles expliquent bon nombre des connexions statistiques observées entre les climats de basse et de haute latitude. Un tel phénomène est le réchauffement stratosphérique soudain. Les ondes de Rossby se propageant vers les pôles sont une partie importante et non ambiguë de la variabilité dans l’hémisphère Nord, telle qu’exprimée dans le modèle de l’Amérique du Nord du Pacifique. Des mécanismes similaires s’appliquent dans l’hémisphère Sud et expliquent en partie la forte variabilité dans la région antarctique de la mer d’Amundsen. En 2011, une étude géoscientifique sur la nature utilisant des modèles de circulation générale a lié les ondes de Rossby du Pacifique générées par l’augmentation des températures du Pacifique tropical central au réchauffement de la région de la mer d’Amundsen, conduisant à un réchauffement continental hivernal et printanier de la Terre d’Ellsworth et de la Terre Marie Byrd en Antarctique occidental via une augmentation de l’advection.

  • Réchauffement stratosphérique soudain (SSW)
  • Jet Stream

Pour en savoir plus

  • Vagues de Rossby et conditions météorologiques extrêmes – Vidéo YouTube produite par l’Institut de recherche sur l’impact climatique de Potsdam, publiée en avril 2016.
  • Téléconnexions entre le Pacifique tropical et la mer d’Amundsen-Bellinghausens: Rôle du phénomène El Niño/Oscillation australe; Tom Lachlan-Cope et William Connoley; Journal of Geophysical Research (AGU), 2 décembre 2006.
  • Qu’est-ce qu’une vague de Rossby?, Service national des Océans, site web de la NOAA.

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