Escale 2 : Pourquoi le relief influe sur le vent ?

Le mécanisme de formation de la brise thermique (X)

La brise thermique est un phénomène météorologique qui se développe à l’échelle moyenne (ou méso échelle). Elle ne peut pas se développer normalement lors du passage d'une perturbation à l'échelle synoptique.
Les phénomènes météorologiques de ce type s’étendent sur une distance comprise entre 1 et 100 kilomètres. Ils ont une durée de vie allant d’une heure à vingt quatre heures. Ils peuvent être observés par une station d’observation météorologique.

La brise thermique résulte de la différence de température entre la surface de la terre et la mer. Elle est inexistante lorsque la température de l’eau et celle de la terre sont identiques.
Le relief joue un rôle amplificateur du phénomène (accélération des filets d’air qui s’écoulent le long de la pente).

Sous l'action du rayonnement solaire, la terre se réchauffe plus vite que la mer. Par conduction, l'air en contact avec la surface terrestre se réchauffe et s'élève. Il se crée une dépression thermique au dessus de la terre, l’anticyclone thermique se trouvant au dessus de la mer.

L’air chaud qui s’est élevé dans l’atmosphère est aussitôt remplacé par de l’air plus froid et chargé d’humidité venu de la mer. Cet air froid et humide se réchauffe à son tour et s’élève. Au cours de son ascension, il va se refroidir et se condenser sous la forme d’un Cumulus.
Le déplacement d’air se fait de la mer vers la terre. Ce vent est appelé la brise de mer.
La brise de mer s’établit dès que le contraste thermique Terre – Eau se fait ressentir. Au début, elle est faible (peu de différence de température entre les deux surfaces), puis elle va s’intensifier.

Au cours de la journée, la brise de mer va tourner vers la droite en se renforçant. Ceci est du à la force de Coriolis (déviation d’un courant vers la droite dans l’hémisphère Nord) qui est proportionnelle à la vitesse du vent.

La nuit, le phénomène inverse se produit car la terre se refroidit plus vite que la mer. L’anticyclone thermique se situe au dessus de la terre, la dépression thermique est au dessus de la mer.

Le courant créé se déplace de la terre vers la mer. L’air chaud et humide s’élevant au dessus de la surface de l’eau se condense et forme souvent des nuages stratiformes.
Le déplacement d’air se fait de la terre vers la mer. Ce vent est appelé la brise de terre.

Les facteurs influençant la brise thermique (X)

La nature du sol, le relief et la structure de la masse d’air jouent un rôle important sur l’établissement et l’intensité des brises.

Un sol empierré se réchauffe plus vite qu’une surface engazonnée ou qu’une forêt. Les ascendances sont plus rapides dans le cas d’un sol rocheux et la brise s’en trouve renforcée.

Un relief important va influer sur la force des brises marines. Les brises de pente vont se cumuler aux brises marines. Dans la journée, la brise de pente « monte » le long de la pente alors que la nuit, elle « dévale »le long du relief.

L’établissement de la brise thermique est fonction des caractéristiques (pression et température) de la masse d’air environnante. La brise thermique ne peut s’établir que dans le cas d’une situation d’instabilité verticale.
La bulle d’air qui s’élève du sol est alors plus chaude que l’air ambiant, elle monte puis se condense sous forme de Cumulus ou de Cumulonimbus qui sont des nuages caractéristiques d’une masse d’air instable. Son ascension provoque une « aspiration ». Le mécanisme de la brise thermique peut alors s’enclencher.

Quand la masse d’air est stable ou dans le cas d’une inversion thermique (l’air dans les basses couches est plus froid que l’air de la couche supérieure), l’ascendance est impossible et la brise ne peut pas s’établir. Le phénomène d’inversion thermique s’observe couramment dans les vallées en hiver et génère des brouillards.

Navigation le long d'une falaise (X)

Le vent au voisinage du sol subit l’influence de la surface sur laquelle il évolue. Le vent aux abords d’une côte est moins régulier qu’au large. Ceci est du à la rugosité de la terre qui est plus importante que celle de l’eau. Le vent va être ralenti et devenir turbulent.

Le relief joue un rôle important. Il va contribuer à perturber et à modifier l’écoulement du vent. En fonction de la forme du relief et de la direction générale du vent (hors effet de côte), on obtient différents cas de figures.
Avec un peu d’habitude, en observant la surface de l’eau et le comportement des autres voiliers, on peut détecter les effets du relief sur la direction et l’intensité du vent.

Le vent vient de la mer et souffle perpendiculairement à la côte. Le relief est un obstacle pour les filets d’air qui vont devoir s’élever pour le franchir. Le vecteur vent n’est plus horizontal mais devient courbe et épouse la forme de la montagne.
La déviation du courant aérien s’amorce bien en amont de l’obstacle. Plus le voilier s’approche de l’obstacle, plus le vent va devenir irrégulier et faiblir.

Si le vent vient de terre, il n’y a pas ou très peu de vent sous la falaise.
La zone de déventement (zone perturbée) dépend de la hauteur du relief. On considère que l’effet se ressent sur une distance qui correspond à dix fois la hauteur de l’obstacle. Au-delà, le vent redevient régulier en force et en direction. Si le voilier ne veut pas tomber dans des zones de calme (eau plus lisse qu’au large), il n’a pas intérêt à se rapprocher de la côte.

Navigation le long d'un relief avec du vent de terre (X)

Le vent au voisinage du sol subit l’influence de la surface sur laquelle il évolue. Le vent aux abords d’une côte est moins régulier qu’au large. Ceci est du à la rugosité de la terre qui est plus importante que celle de l’eau. Le vent va être ralenti et devenir turbulent.

Le relief joue un rôle important. Il va contribuer à perturber et à modifier l’écoulement du vent. En fonction de la forme du relief et de la direction générale du vent (hors effet de côte), on obtient différents cas de figures.
Avec un peu d’habitude, en observant la surface de l’eau et le comportement des autres voiliers, on peut détecter les effets du relief sur la direction et l’intensité du vent.

Quand l’obstacle n’est pas vertical (montagne, colline), le vent peut s’écouler le long de la pente et on trouve du vent sous forme de rafales au pied du relief.
Cette zone n’est pas large et on se retrouve rapidement dans le dévent du au relief. Le voilier qui évolue dans cette zone n’a pas une stabilité d’assiette latérale (gîte, contre – gîte dues aux risées et aux déventes) et de route (adonnantes, refusantes).
La zone perturbée est détectable car la surface de l’eau est plus sombre (risée).

Quand on se trouve en présence de vallées débouchant en bord de mer, l’effet du vent de terre canalisé par les vallées se ressent en mer.
Le vent augmente quand on passe dans l’axe des vallées. L’effet se ressent sur la conduite du bateau (accélération, gîte) et s’observe à la surface de l’eau (risées plus marquées, zone de moutons…).

Navigation le long d'une côte avec un vent venant de la mer (X)

Le vent au voisinage du sol subit l’influence de la surface sur laquelle il évolue. Le vent aux abords d’une côte est moins régulier qu’au large. Ceci est du à la rugosité de la terre qui est plus importante que celle de l’eau. Le vent va être ralenti et devenir turbulent.

Le relief joue un rôle important. Il va contribuer à perturber et à modifier l’écoulement du vent. En fonction de la forme du relief et de la direction générale du vent (hors effet de côte), on obtient différents cas de figures.
Avec un peu d’habitude, en observant la surface de l’eau et le comportement des autres voiliers, on peut détecter les effets du relief sur la direction et l’intensité du vent.

Prenons le cas d’un vent de secteur Est qui souffle le long d’une côte orientée Est – Ouest. La côte est rectiligne, le vent reste régulier.

Le vent vient de la mer et souffle presque parallèle à la côte.
Plus on se rapproche de la côte, plus le vent augmente et s’oriente parallèlement à la côte. Il se produit une accélération des filets d’air car ils sont canalisés par le relief.
Si le voilier remonte au près, à l’approche de la côte le bord tribord amure devient adonnant, à l’inverse le bord bâbord amure refuse.

Le vent vient de la mer et souffle presque parallèle à la côte.
Plus on se rapproche de la côte, plus le vent augmente et s’oriente parallèlement à la côte. Il se produit une accélération des filets d’air car ils sont canalisés par le relief.
Si le voilier remonte au près, à l’approche de la côte le bord tribord amure devient adonnant, à l’inverse le bord bâbord amure refuse.

Navigation entre une côte et une île (X)

Le vent au voisinage du sol subit l’influence de la surface sur laquelle il évolue. Le vent aux abords d’une côte est moins régulier qu’au large. Ceci est du à la rugosité de la terre qui est plus importante que celle de l’eau. Le vent va être ralenti et devenir turbulent.

Le relief joue un rôle important. Il va contribuer à perturber et à modifier l’écoulement du vent. En fonction de la forme du relief et de la direction générale du vent (hors effet de côte), on obtient différents cas de figures.
Avec un peu d’habitude, en observant la surface de l’eau et le comportement des autres voiliers, on peut détecter les effets du relief sur la direction et l’intensité du vent.

Le vent souffle quasiment dans l’axe du passage entre les deux terres.
Si la distance entre la côte et l’île n’est pas trop grande, le vent va être canalisé entre ces deux terres. Sa trajectoire se modifie afin de s’écouler entre les deux obstacles et son accélération est proportionnelle à la hauteur respective des deux reliefs.

Prenons comme exemple, un vent au 260° en « eaux libres ». Dans la passe, le vent bascule de 10° (effet des reliefs) et son nouveau cap est de 270°. Le voilier qui fait route sous spi tribord amure au 270 n’a pas besoin de modifier sa route pour passer entre les deux obstacles. Par contre, il va devoir modifier ses réglages de voile car le vent a adonné de 10°. Il navigue alors plein vent arrière mais sa vitesse n’a pas diminué car il y a une accélération des filets d’air due aux reliefs.