 onde de Rossby |
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Au-delà des régions tropicales, la moyenne zonale du
flux de rayonnement
émis par le
Soleil
et atteignant la surface terrestre
—
ou une
surface isobare
donnée de la
troposphère
—
décroît sensiblement à mesure qu'on se rapproche des pôles, ce qui suscite une diminution concomitante de la moyenne zonale des
températures
sur de telles surfaces quand on se déplace suivant un méridien ; le taux, ou "
gradient
", de cette diminution devient maximal au-dessus des régions tempérées, où il est de l'ordre de 1
°C
au
niveau moyen de la mer
pour un parcours méridien de 100 km. La variation verticale de la
température
étant en relation étroite avec celle de la
pression atmosphérique
, cette décroissance thermique moyenne s'accompagne d'un affaissement global des
surfaces isobares
à mesure qu'on se déplace vers un pôle. Aux hautes latitudes, il est vrai, cet effet est compensé, à faible hauteur au moins, par le développement d'
anticyclones thermiques
qui gouvernent une circulation modérée de
vents
d'est ; en outre, durant l'hiver boréal, d'autres anticyclones thermiques s'étendent sur de vastes régions continentales, cela pour des raisons semblables : forte inclinaison du
rayonnement solaire
,
albédo
élevé de la
neige
, brièveté du jour. Mais en dehors de pareils cas, les
altitudes géopotentielles
des surfaces isobares de
pression
déterminée prennent des valeurs qui, dans l'ensemble, ont bien tendance à décroître entre la
zone
intertropicale et les
zones
subpolaires, du sud au nord dans l'hémisphère Nord, du nord au sud dans l'hémisphère Sud. |
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Il se crée donc entre ces zones, dans chaque hémisphère, une zone tempérée
dépressionnaire
à l'
échelle planétaire
, qui est parcourue par des
courants
généraux d'ouest. Or, ces courants ne prennent pas une
direction
nettement zonale, mais tendent à s'en décaler de part et d'autre de chaque cercle de latitude en formant une suite d'amples oscillations, qui sont particulièrement apparentes en altitude, par exemple sur les cartes de
géopotentiel
à 500
hPa
représentatives de la troposphère moyenne. Ces oscillations, dont chaque méandre fait alterner un
thalweg
"descendant" d'un pôle vers l'équateur et une
dorsale
"montant" de l'équateur vers ce pôle, sont appelées des ondes de Rossby, du nom du physicien suédois
Carl-Gustav Arvid Rossby
, qui le premier en expliqua le mécanisme, applicable également aux
courants marins
en
océanographie
. Le nombre de ces oscillations (plus nombreuses en été qu'en hiver) peut varier de 3 à 7 environ, et leur
longueur d'onde
(plus grande en hiver qu'en été) atteint couramment quelques milliers de km ; elles font le tour des
zones méridiennes
, d'ouest en est le plus souvent, à une vitesse toujours inférieure à la
vitesse du vent
: par rapport au
flux d'air
qui les porte, leur propagation s'effectue donc vers l'ouest. Dans certains cas d'
ondes stationnaires
—
survenant entre autres au-dessus de l'Atlantique
—
, un
anticyclone
coupé
peut se décaler d'une dorsale chaude vers un pôle, créant ainsi, pendant une durée de l'ordre de une semaine, une situation de
blocage
où, par la circulation secondaire qu'il imprime comme par la lenteur avec laquelle il se déplace, il fait obstacle à la migration normale vers l'est des centres
anticycloniques
et
dépressionnaires
; de même se dégage parfois d'un thalweg froid une
dépression
coupée
, qui se meut vers l'équateur hors des courants d'ouest qui la portaient. |
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Les ondes de Rossby, à cette échelle planétaire, sont induites par la conservation du
tourbillon absolu
ζ +
f
dans le
flux
d'ouest, où le
tourbillon relatif
de
perturbation
ζ prend donc des signes opposés de côté et d'autre de chaque cercle de latitude, sur lequel le
paramètre de Coriolis
f
garde une valeur constante ; outre ces
ondes planétaires
, cependant, des processus comparables de variation de ζ déclenchent également des ondes de Rossby, cette fois à l'
échelle synoptique
, et exclusivement au voisinage de la surface terrestre ou de la
tropopause
. |
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