3. Quelques elements sur la couche limite atrnospherique
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On va distinguer les composantes horizontales avec comme echelle spatiale
L ~ 1000 km et la composante verticale (hors de la couche limite) avec comme
echelle spatiale H ~ 10 km. L'echelle de temps associee est T == L /U == 10
5 s.
Pour la composante horizontale, Ie terme de pression est defini a partir de
6P/(pL) ~ 10- 3ms- 2 (ce qui correspond au sol, avec p ~ 1kgm- 3 , a une
variation de 1 hPa pour 100 km). Le terme vertical est adimensionne avec une
pression au sol de l'ordre de Po ~ 1000 hPa. Enfin, dans les termes de diffusion,
les composantes verticales sont preponderantes (H « L) et on utilise comme
echelle spatiale H.
L'ordre de grandeur des differents termes de I'equation dcvolntion est donne
dans les tableaux 3.3 et 3.4, respectivement pour les composantes horizontales
et pour la composante verticale.
Terme
Dcrivec en temps Du/Dt
Force de Coriolis
Pression
Diffusion moleculaire
Ordre de grandeur
U
2/L
fU
6P/(pL)
vU/H
2
Estimation (m s-2)
10- 4
10- 3
10- 3
10- 12
Tableau 3.3 - Analyse d'ordre de grandeur: composantes horizontales.
Terme
Dcrivec en temps Dw /Dt
Force de Coriolis
Pression
Gravitc
Diffusion moleculaire
Ordre de grandeur
UW/L
fU
Po/(pH)
g
vW/H
2
Estimation (m s-2)
10- 7
10- 3
10
10
10- 15
Tableau 3.4 - Analyse d'ordre de grandeur: composante verticale.
Cette analyse d'ordre de grandeur permet de justifier, pour les composantes
horizontales, l'approximation du vent qeostrophique, valable agrande echelle et
au-dessus de la couche limite atrnospherique,
(3.41)
Le vent gcostrophiquc, horizontal, est donc tangent aux isobares, les surfaces
de pression constante, Ie sens de rotation et.ant celui des aiguilles d'une montre
autour d'une haute pression (anticyclone) dans I'hemisphere nord (figure 3.15).
Sur la verticale, on retrouve l' approximation hydrostatique avec azP ~ - p g.