Comment se forment les vents qui soufflent sur la Terre ? Quelles forces sont en jeu ? Éléments de réponse.

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Le vent est un déplacement d'airair qui résulte de l'équilibrage de plusieurs forces en constantes interactions. Les principales forces impliquées sont :

Les forces de pressions sont celles qui provoquent les grands déplacements de masses d'air, entre les zones de hautes pressions (anticyclones) et les zones de basses pressions (dépressions).

En effet, lorsque les masses d'air sont froides, elles sont plus denses (plus lourdes) et descendent dans l'atmosphère, provoquant une zone de pressions supérieures à la moyenne (1 013 hectopascals, soit environ 1 barbar). À l'inverse, lorsque les masses d'air sont chaudes, elles sont moins denses, autrement dit plus légères, et remontent dans l'atmosphère, ce qui crée une aspiration et donc une dépression.

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Les principes de la thermodynamiquethermodynamique font que les systèmes, ici l'atmosphère, tendent vers la stabilité et donc l'équilibre des paramètres tels que la température et la pression. C'est ce qui provoque les grands déplacements de masses d'air, qui transportent l'air froid des anticyclones vers les zones de dépressions de manière à équilibrer les températures et les pressions.

Ce sont les inégalités des apports en énergieénergie solaire (chaleur) sur la planète qui provoquent ces différences de température des masses d'air, et donc leurs différences de densité. Ces inégalités sont dues à l'inclinaison des rayons solaires. Plus les rayons sont perpendiculaires par rapport au sol, plus la Terre capte d'énergie. C'est pour cette raison que l'équateur est plus chaud que les pôles, où l'inclinaison de l'orbiteorbite terrestre et la forme sphérique de la planète rendent les rayons solaires plus tangentiels.

Schéma présentant le déplacement d’air entre les zones de hautes pressions (<em>high pressure</em>) et les zones de basses pressions (<em>low pressure</em>) provoqué par l’élévation de l’air chaud. © MIT OpenCourseWare CC by-nc-sa
Schéma présentant le déplacement d’air entre les zones de hautes pressions (high pressure) et les zones de basses pressions (low pressure) provoqué par l’élévation de l’air chaud. © MIT OpenCourseWare CC by-nc-sa

La vitesse des vents résulte de l’équilibre de plusieurs forces

Ensuite, la force de Coriolis s'exerce sur les masses d'air mises en mouvementmouvement et les dévie, vers la droite dans l'hémisphère nordhémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Comme cette force est nulle au niveau de l'équateur mais que son importance augmente lorsque l'on se rapproche des pôles, son impact sur la circulation atmosphériquecirculation atmosphérique dépend de la latitude.

Enfin, les forces de frottements, c'est-à-dire les frictionsfrictions entre les différentes masses d'air ou entre celles-ci et le sol (reliefs) interviennent. Ces frottements peuvent ainsi modifier les caractéristiques locales du vent en modifiant sa trajectoire, sa vitessevitesse ou encore ses caractéristiques thermiques et hygrométriques.

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Toutes ces forces, ainsi que d'autres paramètres, sont donc à l'origine des vents qui circulent sur la planète et font de l'atmosphère une enveloppe dynamique sans cesse en interaction.

Ces déplacements de masses d'air sont un mécanisme de distribution de la chaleur et d'homogénéisation de l'atmosphère, actionné par l'inégalité de la répartition de l'énergie solaire reçue. L'orientation et la vitesse des vents sont la résultante de l'équilibre de plusieurs forces dont les principales sont les forces de pressions, la force de Coriolis et les forces de frottements.