Loi de Newton

Loi de Newton

Tout objet garde sa vitesse (y compris sa direction)constante, par rapport aux étoiles fixes (référentiel fixe), à moins qu'une force nette agisse sur lui.

Lorsque l’on applique une force sur un objet, son accélération dépend de sa masse.

Accélération = changement de vitesse et/ou de direction

Force nette (résultante) = somme des forces

F1

F2

FR

F1 F2FR

La pression

• La pression est une force par unité de surface.

• Dans l’atmosphère, il s’agit donc du poids de l’air (force de gravité) par unité de surface.

1 hPa = 100 Pa = 100 Nm-2

La pression en un point dépend donc exclusivement du poids de l’air situé au-

dessus de ce point.

Force du gradient de pression

Force du gradient de pression (par unité de masse) =

différence de pression/(distance X densité de l’air)

pp 1

(N Kg-1)

Métro à Tokyo!!!

Est-ce toujours comme cela? NON! Lorsque les distances sont suffisamment importantes (500 km et +), la force de Coriolis dévie les vent vers la droite (dans l’hémisphère Nord), ce qui fait que les vents sont parallèles aux isobares!

980 984 988 992 hPa

S

N

O E

10001004

10081012

L’origine du vent

Le déplacement de l’air (le vent) est causé par la variation spatiale et temporelle de la pression.

Un gradient horizontal de pression signifie une variation de la pression sur une certaine distance sur un plan horizontal (même hauteur).

Le gradient horizontal de pression multiplié par la densité (masse) de l’air nous donne la force du gradient de pression ou plus simplement la force de pression.

Les « forces » associées à la direction et la vitesse des vents

• Force du gradient de pression

• « Force » de Coriolis (force fictive causée par un référentiel en rotation)

• Force de frottement

Les forces de Coriolis et de frottement ne sont pas à l’origine des vents mais apparaissent plutôt lorsque le vent est déjà présent. Ces 2 forces modifient la direction et la vitesse du vent déjà présent.

Hauteurs géopotentielles

C’est la distance séparant un niveau de pression et le niveaumoyen de la mer.

Les lignes d’égales hauteurs géopotentielles sur une carte météorologique sont appelées isohypses.

p

dpT

gR

dz d

Représentation des hauteurs(isohypses)

Effets de la température sur les niveaux de

pression et sur le vent

1000 hPa

500 hPa

froid chaud froid

500 hPa

P est constant

P = (m/V) RT (Loi des gaz parfaits) Si T V

dz’dz

P = (m/V) RT (Loi des gaz parfait)

Si P est constant, alors:

Si T V

Donc la densité de l’air va diminuer

Elle occupera un plus grand volume

D’où l’élévation du niveau de 500 hPa en altitude.

La convergenceL’excédent de masse en un point causé par la convergence donne lieu à la création d’un mouvement de l’air soit vers le haut ou vers le bas.

La divergenceLe vide de masse en un point causé par la divergence donne lieu à la création d’un mouvement de l’air provenant du haut (divergence au sol) ou du bas (divergence en altitude).

LA BRISE DE MER

Brise de mer (le jour)

Brise de terre: la nuit

Plage en Australie

HISTOIRE

1000 B.C.: Homer parle de la brise de mer en mentionnant que les combattants qui partaient au large au coucher du soleil étaient favorisés.

300 B.C.: Selon Aristote, la brise de mer est une réflexion de la brise de terre. Un obstacle comme une île par exemple est nécessaire afin de produire la brise de mer.

La brise de mer est un vent « local » dont l’échelle spatiale est de quelques dizaines de km. On peut donc négliger la force de coriolis.

Seule la force du gradient de pression est importante dans le cas de la brise de mer.

Formation de la brise de mer


Réchauffement de la colonne d’air au-dessus du sol expansion


• création d’une haute pression en altitude au-dessus de la terre et d’une basse pression au-dessus de la mer en altitude

• L’air en altitude se déplace donc de la terre vers la mer en réponse au gradient de pression


Le déplacement d’air en altitude produise une basse pressionprès du sol et une haute pression au-dessus de la mer.


Le gradient de pression au sol induit un vent en surface qui vade la mer vers la terre.



matin




Un front de brise de mer

Vents autour d’une île

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