 couche limite planétaire |
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Syn. : couche de frottement
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La plus notable des
couches limites
qui se constituent au contact de l'
atmosphère
avec le sol ou l'eau couvrant la surface de la Terre provient de l'apparition et de l'influence de
forces de frottement
horizontales : celles-ci, en s'opposant au mouvement de l'
air
tel que le maintiendrait l'équilibre du
vent géostrophique
, modifient fortement les déplacements horizontaux et verticaux et les échanges de matière et d'énergie à l'intérieur d'une couche limite planétaire (encore dite
couche limite de frottement
) dont l'épaisseur, assez variable suivant la nature de la surface sous-jacente, reste de l'ordre de 1 500 mètres. |
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L'étude théorique de cette tranche d'atmosphère, tout comme les mesures des caractéristiques de la basse
troposphère
effectuées sur le terrain, tendent à présenter en fait la couche limite planétaire comme la superposition de deux couches dont les épaisseurs sont très inégales : la couche inférieure ou
couche de surface
est plaquée à même la mer ou la terre ferme et présente une épaisseur qui ne dépasse pas le dixième de celle de l'ensemble de la
couche limite
(elle peut aller de 10 à 100 m, avec une moyenne de l'ordre d'une cinquantaine de mètres) ; au-dessus de la couche précédente, et jusqu'au sommet de la couche limite planétaire, s'étend la
couche d'Ekman
(d'après le nom du physicien suédois Walfrid Ekman [1874-1954]). Dans cette couche-ci, l'influence exercée sur le
vent
par la
rotation
quotidienne de la Terre se perpétue comme dans l'
atmosphère libre
, mais devient de moins en moins prépondérante par rapport à l'influence du
frottement
à mesure que diminue la hauteur au-dessus du sol ou de la mer : il en résulte de façon conjuguée, selon la
verticale
, une rotation de la
direction du vent
et une décroissance de sa
vitesse
; dans la couche de surface, où seule demeure l'influence du frottement, le vent garde une
direction
à peu près fixe tandis que sa vitesse décroît en même temps que la hauteur, d'abord modérément, puis de plus en plus vivement à mesure que l'on se rapproche de la surface terrestre. |
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Soulignons que l'étude des échanges de matière, d'énergie et de mouvement se produisant au sein de la couche limite planétaire joue un rôle important dans la mise au point des
modèles numériques de prévision météorologique
: en précisant les normes de
paramétrisation
intégrées à ces modèles, une telle étude contribue à fournir les outils nécessaires pour déterminer à chaque instant de la
prévision
les
conditions aux limites
sans lesquelles l'algorithme associé à un modèle ne pourrait progresser dans le temps sur le domaine spatial de prévision choisi, dont la surface terrestre constitue l'une des limites. |
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