Pour bien comprendre la formation des fronts et des perturbations,  nous allons faire quelques rappels préalables, qui déjà été abordés dans les feuillets  "atmosphère" et "anticyclones et dépressions"

Rappel champ de pression

La pression au niveau de la mer n'est pas stable, la densité de l'air varie.

- l'air froid est lourd, il descend et augmente la pression au sol.

- l'air chaud est léger, il  s'éleve et diminue la pression au sol.


Lignes isobares.

En reliant entre eux tous les points d'égale pression, on obtient des lignes fermées dites lignes isobares.
Ces lignes isobariques sont graduées de 5 hpa en 5 hpa et délimitent :

- Des dépressions (D ou L) :
Ensemble  d'isobares fermées dont la valeur décroît vers l'intérieur en entourant un minimum de pression.

-Des anticyclones (A ou H) : Ensemble d'isobares fermées dont la valeur croit vers l'intérieur entourant un lieu de maximum de pression.

-Des marais barométriques :Vaste zone ou la pression varie peu.

-Thalweg : axe d'une zone de basse pression.

-Dorsale : axe d'une zone de haute pression



Gradient de pression

C'est la distance entre deux isobares .

La force du vent est inversement proportionnel à la distance entre les isobares :
Le vent est faible quand la distance entre les isobares est grande et le vent est fort quand la distance entre les isobares est faible.

Vent
Caractéristiques
C'est le mouvement horizontal de l'air. Il se caractérise par sa direction et par sa force.
exemple: un vent de 270° vient de l'ouest

On l'exprime la force du vent en noeuds (kts), en km/h ou en m/s. en aéronautique on se contentera d'une approximation  entre unités :

  1 m/s = 2 kt = 4 km/h.



Rappel vent et champs de pressions
- Force de Coriolis
Si la terre était immobile, le vent se dirigerait des hautes pressions vers les basses pressions. La rotation de la terre provoque une déviation de la circulation de l'air vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud.


Loi de Buys-Ballot
Les vents divergents du centre d'un anticycle et tournerent dans le sens horaire autour de cet anticyclone.
Les vents convergents vers le centre d'une dépression et tournerent dans le sens anti-horaire autour de cette dépression.


Rappel, les masses d'air
L'air a tendance à échanger avec son milieu ses caractéristiques ( humidité, température et pression) et lors d'un séjour en un lieu géographique , il finit par acquérir les caractéristiques de la zone. Il constitue une masse d'air.

Rappel classification des masses d'air

Le rayonnement solaire sur la terre varie avec la latitude. On peut donc classer les masses d'air en 2 grandes catégories selon leur
origine chaude ou froide et selon leur humidité.:
- les masses d'air chaudes (tropicale)
- les masses d'air froides (polaire)

Les masses d'air vont traverser des continents ou des océans ce qui modifier les caractéristiques. Ces masses d'air chaudes ou froides seront également :
- sèche (continentale)
- humide (maritime)



Circulation générale

Les régions polaires et les régions tropicales devraient être de plus en plus froide pour l'une et de plus en plus chaude pour l'autre.
Pour que la température soit constante dans ces deux régions, il existe des mouvements de l'air entre les pôles et l'équateur. :
Les masses d'air tropicales vont réchauffer les régions polaires.
Les masses d'air polaires vont refroidir les régions tropicales.

Front pôlaire

La limite de séparation entre l'air froid et l'air chaud s'appelle le «front polaire» et se situe dans la zone tempérée c'est à dire environ à la latitude de la France.
Sa position et son allure varient: selon les saisons ou la situation météorologique.


Cette ligne est le siège de mouvements des masses d'air qui vont entrer en conflit et donner naissance à des formations nuageuses et des précipitations que l'on nomment perturbations.


Les fronts

Notions
L'air froid et chaud de densité différente, ne se mélangent pas quand ils sont mis en contact, mais s' affrontent.

De ce conflit naissent les fronts qui sont les surfaces de séparations entres les deux masses d'air froide et chaude.

Diffèrents types de fronts

-Front froid (symbolisé par des triangles bleus) : Lorsqu'une masse d'air froid avance en repoussant l'air chaud devant
lui, le front qui lui est lié est un front froid.

Pente du front
L'air froid plus lourd que l'air chaud va glisser sous l'air chaud en le repoussant en altitude. Il en résulte une pente frontale d'environ. 5%.

-Front chaud (symbolisé par des 1/2 cercles rouges) :
Lorsqu'une masse d'air chaud avance en remplaçant l'air froid qui se retire devant lui, le front qui lui est liée est un front chaud.

Pente du front
L'air chaud, moins dense donc plus léger va glisser sur l'air froid.Il en résulte une pente frontale d'environ . 1 à 2%.

-Front occlus (symbolisé par une alternance de triangles et de 1/2 cercles violets) :
Lorsque le front froid rattrape le front chaud, l'air chaud qui est devant lui est rejeté en altitude donnant naissance à une occlusion ou front occlus.

Un front occlus et un trowal (trough of warm air aloft ou creux d'air chaud en altitude) se forment lorsqu'un système météorologique s'intensifie et que son front froid accélère de sorte qu'il rattrape le front chaud. Lorsque le front froid atteint le front chaud, l'air chaud devient de plus en plus pincé ou coincé entre les deux fronts. Il sera soulevé en altitude et le système devient occlus

vie d'une perturbation
Une perturbation naît, se développe, s'affaiblit et meurt.

-stade1
Un front quasi-stationnaire est situé dans une région de basses ressions entre deux  hautes pressions.

-stade2
Il y a  formation d'une onde instable sur le front quasi-stationnaire initial. En même temps que cette ondulation, apparaît une petite zone de basses pressions; de ce fait, les trajectoires de l'air froid et de l'air chaud, s'incurvent autour de la dépression formée. Il en résulte un accroisssement de vitesse de l'air chaud et une diminution dans l'air froid. Au nord de la dépression l'air chaud est repoussé en altitude.

-stade3
L'ondulation s'amplifie  et la zone de basses pressions se creuse. La coupe BC montre la poussée d'air chaud en altitude au nord du sommet de la perturbation.

-stade4
La perturbation est complètement développée.

-stade5
Le front froid rejoint le frond chaud et l'air chaud est rejeté en altitude; la perturbation commence à s'occlure.
On aura occlusion à caractère de front froid ou de front chaud en fonction des températures relatives de l'air froid antérieur et postérieur.
On reconnaît en bas à droite une occlusion à caractère de front froid (coupe CD à gauche) et une occlusion à caractère de front chaud

-stade6
Le phénomène d'occlusion se poursuit et l'occlusion s'enroule autour de la zone de basses pressions; les surfaces de discontinuité se frontolysent tandis que la dépression commence à se combler.
occlusion à caractère de front froid (à gauche) à une occlusion à caractère de front chaud (à droite). L'air chaud est rejeté en altitude.

-stade7
L'occlusion disparaît et le front redevient quasi stationnaire et reprend  ses caractéristiques d'origine. La masse d'air inférieur est formée d'un mélange d'air froid et d'air chaud.