Efect Foehn

Efectul foehn , sau efectul föhn , este un fenomen meteorologic creat de întâlnirea circulației atmosferice și a reliefului atunci când un vânt predominant întâlnește un lanț muntos . Numele provine de la foehn , nume dat unui vânt puternic, uscat și fierbinte din Alpi .

Aerul situat pe panta ascendentă suferă o răcire adiabatică uscată , care îi mărește umiditatea relativă , până la saturație. Dacă există condens, va exista producție de nori și precipitații pe acea parte cu eliberarea căldurii de condens în atmosferă. Apoi, variația temperaturii devine cea mai lentă a gradientului adiabatic umed . În aval de obstacol, aerul care a devenit din nou uscat coboară și se încălzește în funcție de adiabaticul uscat, care curăță cerul de această parte. În funcție de cantitatea de vapori de apă pierdută și de diferența de altitudine înainte și după obstacol, pe panta descendentă se va forma un vânt fierbinte și uscat.

Principiu

Când vântul întâlnește un munte mai mult sau mai puțin perpendicular , urmează relieful și se ridică. Presiunea atmosferică în scădere cu altitudinea , temperatura aerului scade, prin expansiunea adiabatică , în primul rând în funcție de gradientul adiabatic uscat .

Dacă umiditatea este suficient de ridicată pentru început, vaporii de apă din aer se vor condensa de la nivelul în care ajunge la saturație , care încălzește aerul. Într - adevăr, radiația solară , care a furnizat căldură și lăsate să se s' se evapore apei la nivelul solului, este returnat în aer prin căldura latentă . Rata de scădere a temperaturii coletului de aer va fi, prin urmare, din acest moment, în funcție de gradientul adiabatic umed mai lent, atâta timp cât există abur pentru condensare.

Dacă aerul este stabil deasupra lanțului muntos, parcela ridicată nu își poate continua ascensiunea odată ce vârful a trecut și coboară de cealaltă parte. Apoi este sub punctul de saturație, deoarece apa a căzut sub formă de ploaie. Când coboară, aerul este comprimat (deoarece presiunea crește în jos) și, prin urmare, temperatura acestuia crește prin compresie adiabatică în funcție de rata adiabatică uscată.

Efectul fohn nu necesită precipitații ( ploaie / zăpadă ) sau nori groși produși pe partea ascendentă . Așa cum s-a explicat anterior, când răcirea masei ridicate în amonte permite doar formarea de nori mai mult sau mai puțin subțiri, fără a merge atât de departe încât să producă precipitații, acestea din urmă trebuie evaporate în aval în timpul coborârii. Diferența de temperatură a suprafeței dintre partea de vânt (săgeata albastră) și partea de sub vânt (săgeata roșie) va depinde apoi doar de diferența de altitudine dintre aceste două părți.

În fotografia care arată efectul fohn, fâșia de cer albastru numită gaura fohn este clar vizibilă pe spate. În aval de gaura fohnului, există altocumulus lenticularis (nori suflați) care sunt markeri ai undelor gravitaționale și cumulus fractus (nori mici zimți) care marchează prezența unui rotor .

Starea stratului atmosferic în aval de obstacol

În aval de obstacol, aerul se încălzește adiabatic și se usucă la coborâre și devine mai puțin dens. Cu titlu ilustrativ, sunetul atmosferic opus arată starea stratului atmosferic de către un vânt puternic de vest în Reno , acest oraș fiind situat la est de Sierra Nevada . Se pare clar că gradientul de temperatură este egal cu gradientul adiabaticului uscat (9,75  K / km ) până la nivelul de 630  hPa , adică o altitudine de 3.700  m . În plus, aerul este mult mai uscat pe sol decât în ​​altitudine, ceea ce are ca rezultat sunarea printr-o diferență mai mare între temperatura aerului și punctul de rouă la nivelul solului. Acest sondaj, care a fost efectuat la mijlocul iernii, arată astfel creșterea adiabatică a temperaturii aerului și uscarea acestuia atunci când acesta din urmă coboară în aval de lanțul muntos. Prin urmare, aerul devine mai fierbinte decât masa de aer înconjurătoare și, prin urmare, va reveni la altitudine din cauza impulsului arhimedean .

Variantă

O variație a acestui proces este atunci când aerul provine dintr-o regiune sursă mai mare ca altitudine decât regiunea din aval. Acesta este cazul vântului Santa Ana care transportă aer uscat din interiorul munților și coboară spre Oceanul Pacific . Este un vânt de trecere care are componente de vânt foehn și katabatic . În acest caz, aerul ridicat nu trebuie să ajungă la saturație și să obțină o intrare de căldură latentă. Masa de aer ridicată va urma adiabaticul uscat atât la urcarea cât și la coborârea muntelui. Nivelul final fiind mai mic decât cel inițial, temperatura finală va fi mai mare. În mod natural, poate exista o combinație de efecte, adică o diferență de nivel între plecare și sosire, precum și o eliberare de căldură latentă prin condensarea vaporilor de apă.

O situație similară poate apărea în Bas Languedoc atunci când aerul uscat și călduț coboară de pe platourile înalte ale Masivului Central la începutul verii, acest aer fiind aspirat de o depresiune termică din Basse Provence alimentată de fenomenele de briză. Apoi suflă un mistral diurn care este fierbinte și foarte uscat, propice incendiilor de pădure. Acest vânt este uneori numit mistralet . Un astfel de fenomen s-a produs probabil în timpul vârfului de căldură foarte puternic din Nîmes, pe 28 iunie 2019, când în regiune erau 45,9  ° C. Astfel, în acea zi, sufla un vânt de nord destul de puternic (13 noduri cu rafale până la 23 de noduri).

O altă variantă a acestui proces este explozia de căldură . O parcelă de aer subsiding sub o Virga de furtună Dries în jos. Apoi se încălzește în funcție de adiabaticul uscat . Dacă este suficient de puternic, va deveni prin inerție mai fierbinte decât aerul din jur.

Efecte atmosferice secundare

Unda de gravitate

Efectul foehn este prima parte a ceea ce se întâmplă după ce aerul a trecut către cealaltă parte a obstacolului. În aval, aerul se încălzește adiabatic pe măsură ce coboară. Când temperatura sa o depășește pe cea a mediului înconjurător, dacă apare înainte de a atinge solul, forța lui Arhimede îl face să sară în sus, deoarece aerul din mediul înconjurător este apoi mai dens decât particula de aer mai caldă. Mișcarea ascendentă continuă până când răcirea sa adiabatică îl face mai răcoros decât mediul înconjurător, ceea ce îl face să coboare din nou. Acest lucru poate produce mișcări alternante în sus și în jos pe distanțe mari în aval de munți. Atunci când particula de aer care vine din foehn este prinsă într-un strat de inversiune înalt, se produce acest lucru.

Sub aceste unde orografice, adesea staționare, apar rotoare . Prin urmare, aceste mișcări pot fi asociate cu nori ( cumulus fractus ) în partea ascendentă și cu turbulențe puternice. Modelarea corectă a fenomenului implică ecuațiile mecanicii fluidelor folosind gradientul de presiune , stabilitatea aerului, frecarea , forța Coriolis și gravitația .

Efectele undei gravitaționale generate de foehn sunt apreciate de piloții de planor care pot urca la altitudini foarte mari. În plus, mișcările ascendente și descendente ale acestor valuri pot fi foarte intense. Este posibil să aveți viteze verticale de 10 m / s. Datorită acestor ascensiuni, distanțe foarte mari pot fi parcurse cu planorul.

Hidrodinamică și stabilitate

Debitul masei de aer poate fi comparat cu fluxul unui lichid. Folosim numărul Froude F care este echivalent cu numărul Mach . Exprimă relația dintre energia cinetică (pătratul vitezei) și energia potențială (stabilitatea și înălțimea lanțului muntos). Valoarea critică a numărului Froude este 1. În acest caz, probabilitatea de a avea valuri de munte este mare. Da , debitul este blocat deoarece aerul este prea stabil în amonte și parcela care urcă panta nu poate ajunge în vârf. Dacă , atunci aerul curge fără oscilații majore, deoarece nu este suficient de stabil și valul produs se dispersează la altitudine.

Cazul se potrivește cu ceea ce învață FAA când spune că undele gravitaționale se pot forma numai dacă aerul este stabil în amonte și în vârful muntelui. În aval, datorită fenomenului de amestecare indus de rotoare , aerul din stratul de undă este neutru stabil, iar acești rotoare pot fi migratori în mișcare odată cu vântul.

Fenomenele devin astfel mult mai complexe. Astfel, se poate întâmpla ca starea de să poată fi satisfăcută pentru a induce unde gravitaționale în aval de munți, dar ca nori cumulonimbus să se formeze în regiunea din amonte.

Efecte climatice

Efectul foehn se găsește frecvent pe munții din zonele de coastă și pe insulele muntoase. Panta de la mare este umedă, în timp ce partea de la sol este mai aridă; este astfel unul dintre modurile de a crea o umbră pluviometrică . În America, versantul estic al Munților Stâncoși sau Anzi este foarte arid și cunoaște vânturile datorită fenomenului precum Chinook și Zonda . Un caz extrem în care foehn ajută la crearea unei astfel de umbre este Valea Morții . Oprit de influența oceanică de Sierra Nevada , este un deșert aproape absolut. În Asia, ne putem gândi la fluxul musonicilor care urcă în Himalaya și inundă subcontinentul indian, dar oferă un climat arid platoului tibetan de pe cealaltă parte a munților. În Australia, efectul foehn al vânturilor de est asupra Cordilerei australiene ( Marea zonă de divizare ) crește precipitațiile de -a lungul coastei de est a țării și creează deșertul interior.

Vânturile de tip Foehn vor apărea adesea brusc pe sol, chiar dacă circulația vânturilor a fost favorabilă prezenței lor de ceva timp. Acest lucru se datorează faptului că putem avea un strat de aer foarte rece la sol la poalele munților, pe partea de sub vânt, care constituie o inversare a temperaturii. Cei care coboară în pantă nu vor putea străpunge această masă de aer foarte stabilă și vor rămâne în sus până când inversiunea se va retrage. Această retragere apare de obicei atunci când vânturile de pe sol devin slabe și paralele cu munții de pe partea de sub vânt. Când lovește pământul, încălzește brusc zona, adesea foarte dramatic.

Deoarece aerul este reînnoit și comprimat în mod constant, un regim foehn poate duce la nopți mult mai calde decât de obicei, deoarece încălzirea aerului este legată de un fenomen mecanic. Astfel, prin vânturile de sud, Grenoble și aglomerarea sa sunt uneori supuse la temperaturi foarte ridicate în timpul nopților de vară și mai general la temperaturi excesiv de ridicate pentru sezon.

Franţa

În Franța continentală , Cévennes sunt supuse unui efect foehn de traficul din vest. La vest de lanț, platourile înalte sunt foarte umede, în timp ce văile inferioare ale Ardèche și Gard , precum și valea inferioară a Rhôneului sunt mult mai aride și au un climat mediteranean . Un fenomen similar este observat și la nord de masivul central  : Chaîne des Puys provoacă, de asemenea, un efect foehn care are ca consecință reducerea considerabilă a precipitațiilor în câmpia Limagne (care are un climat semi-continental de adăpost). Astfel, precipitațiile medii anuale sunt de numai 57  cm în Clermont-Ferrand, ceea ce îl face unul dintre orașele cu cele mai scăzute precipitații din Franța. Idem pentru Monts du Forez, care fac din câmpia Forez o zonă cu precipitații reduse.

Un fenomen similar se întâmplă în văile intra-alpine, în special în jurul Grenoble-ului și în Savoia și Haute-Provence . Regiunea Sierre , în centrul Valaisului , este cunoscută ca fiind deosebit de uscată, unii autori susținând chiar că Sierre are un climat mediteranean .

De asemenea, versanții francezi și spanioli ai Pirineilor sunt afectați. Cu vânturile de sud, o căldură puternică uscată predomină asupra Aquitaniei, în timp ce cu vânturile de nord se stabilește un regim similar cu mistralul în Aragon . De asemenea, efectul foehn înseamnă că Colmar , în Alsacia , este, de asemenea, un oraș francez destul de uscat, cu 61  cm de precipitații pe an, iar partea alsaciană a munților Vosges este parțial datorată viei sale cu efectul fœhn.

În Alpii de Sud , prezența mistralului este adesea asociată cu valuri de munte . Prezența undelor orografice utilizate de piloții de planor este dovedită în Saint-Auban , Vinon-sur-Verdon și chiar în Fayence, care se află lângă limita estică a influenței mistralului. În același timp, cumulonimbul se dezvoltă peste Mercantour și provoacă furtuni violente. Așa s-a întâmplat pe 10 august 2016 cu un mistral violent din Marsilia care a provocat incendii forestiere și furtuni mari în Mercantour.

În cele din urmă, efectul foehn este un element major al climatului Corsica , responsabil pentru asimetria frecventă a condițiilor meteorologice de pe insulă, de ambele părți ale lanțurilor montane care taie insula în două. Iarna, de exemplu, libeccio (vântul de sud-vest) aduce frecvent precipitații și furtuni pe versanții vestici ai insulei, în timp ce ridică temperaturile și scade umiditatea pe coasta de est.

Efecte diverse

Alunecând

Un efect fœhn este în general asociat cu valurile de munte . Acestea pot crește foarte mult (peste 15 km) și, prin urmare, fac posibilă atingerea altitudinilor foarte mari și acoperirea unor distanțe foarte mari într-un planor .

Denumiri diferite

În funcție de regiune, aceste vânturi sunt cunoscute sub diferite nume, inclusiv:

Note și referințe

Note

  1. Mistralul este în mod normal întotdeauna asociat cu o depresiune din Golful Genova, care este o depresiune dinamică cauzată de blocarea unui front rece pe lanțul Alpilor . Prin urmare, nu este surprinzător faptul că furtunile mari se dezvoltă peste Mercantour.
  2. Marseille METAR indică un vânt de 320 ° la 30 de noduri , cu o rafală de 42 noduri la ora 13:00 în ziua

Referințe

  1. Organizația Meteorologică Mondială , "  Foehn  " , glosar meteo , Eumetcal (accesat la 15 aprilie 2015 )
  2. "  Efectul foehn  " , Météo-France (accesat la 15 aprilie 2015 )
  3. "  Efectul foehn  " , pe MétéoLaflèche (accesat la 15 aprilie 2015 )
  4. (în) „  Santa Ana  ” , Glosar , American Meteorological Society (accesat la 15 aprilie 2015 )
  5. The Mistral , p.  34
  6. The Mistral , p.  37
  7. Honorin Victoire, Mică Enciclopedie a Vânturilor Franței: originea și istoria lor , Jean-Claude Lattès ,2001, 422  p. ( ISBN  978-2-7096-2193-9 ) , p.  258
  8. „  Val de căldură excepțională în iunie: 46,0 ° C, nou record național absolut de căldură  ” , pe Keraunos ,1 st iulie 2019(accesat 1 st iulie 2019 )
  9. „  Nimes Garrons înregistrează pe 28 iunie  ” , pe Info climat
  10. (în) Societatea Meteorologică Americană, „  Explozie de căldură  ” , Glosar de meteorologie , Societatea americană de meteorologie ,2000( ISBN  1878220349 )
  11. "  Onde de relief  " , Glosar meteorologic , Météo-France (accesat la 15 aprilie 2015 )
  12. (în) Curs scurt de fizică a norilor , Butterworth-Heinemann,1 st ianuarie 1989, 3 e  ed. , 304  p. ( ISBN  0-7506-3215-1 ) , p.  30-35EAN 9780750632157
  13. (în) Roland B. Stull, An introduction to boundary layer meteorology , Dordrecht / Boston / London, Kluwer academic editor,1988, 666  p. ( ISBN  90-277-2768-6 , citit online ) , p.  601
  14. Dans cu vântul , p.  174
  15. (în) "  Ilustrația lui Foehn  " , Glosar , Biroul de meteorologie din Australia (accesat la 15 aprilie 2015 )
  16. Guilhem Martin, Grenoble, un climat aparte , Amazon,2013, A 8- a  ed. , 170  p. ( ISBN  978-2-9545530-0-9 , citit online ) , p.  41
  17. Météo de France , p.  226
  18. Météo de la France , p.  239
  19. Pierre le Hire, "  Incendies in the Bouches-du-Rhône:" Exceptional incendies by their peri-urban caracter "  ", Le Monde ,11 august 2016( citește online )
  20. Janis Brossard, „  Orages sur les Alpes-Maritimes la 10 august 2016  ” (accesat la 27 iulie 2017 )
  21. (în) „  Istoricul vremii pentru LFML - 10 august 2016  ”
  22. „  Valori remarcabile în februarie în Franța  ” , Météo-France (accesat la 12 februarie 2010 )

Bibliografie

Vezi și tu

Articole similare

Link extern