convergence |
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Comme le rappelle l'article de
La météo de A à Z
relatif à la
divergence
, le déplacement d'une
parcelle de fluide
de volume
U
, durant l'intervalle de temps très bref qui va de
t
à
t
+
δt
, peut s'interpréter comme la composition de quatre types de mouvement. Trois d'entre eux, en fait, sont communs aux corps solides et aux corps fluides : ce sont la
translation
, la
rotation
et la
déformation
. Le quatrième
—
la divergence
—
est spécifique des fluides : dans ce mouvement, les points M de la
parcelle
s'écartent ou se rapprochent tous d'un même centre O en se déplaçant dans le même sens et à la même vitesse suivant des rayons OM portés par des demi-droites qui restent fixes. Alors, si pendant l'intervalle de temps
δt
le volume de la parcelle passe de
U
à
U
+
δU
, la divergence se mesurera par un nombre égal à la vitesse de variation relative du volume de la parcelle, soit (
δU
/
U
) /
δt
; plus exactement, la "divergence (de la vitesse du fluide) en O à l'instant
t
" est estimée par la valeur que prend à cet instant le nombre précédent pour une parcelle de volume
U
centrée en O, sachant que les trois autres types de mouvement contribuant au mouvement élémentaire de cette parcelle n'ont aucune incidence sur la variation de
U
. On montre que le nombre évaluant ainsi la divergence admet une expression mathématique très simple, fonction des variations spatiales des
composantes
de la vitesse du fluide en O à l'instant
t
. |
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Aux alentours d'un point O de l'espace, le comportement du fluide est fort différent suivant que la divergence en O est positive ou négative : dans le premier cas,
δU
est positif et le fluide subit une expansion, les points de la parcelle tendant à diverger à partir de O ; dans le second, au contraire,
δU
est négatif et le fluide se contracte, les points de la parcelle tendant à converger vers O. Cette distinction est consacrée par le vocabulaire, où l'on réserve le terme de "divergence", soit à l'expression mathématique de la divergence dans son sens général, soit aux cas où l'on est certain que le nombre calculé grâce à cette expression est positif ou nul : chaque fois que l'on sait que ce nombre est négatif, c'est le terme de "convergence" qui est employé de préférence à la locution "divergence négative". Cet usage vaut en particulier en
météorologie
pour la
convergence horizontale
du
vent
V
, synonyme de "
divergence horizontale
négative", telle que div
V
< 0 : sur une surface horizontale (par exemple celle du
niveau moyen de la mer
), la convergence horizontale à l'instant
t
en un point O de cette surface exprime la vitesse de diminution relative (
δS
/
S
) /
δt
de l'aire d'une surface horizontale élémentaire (S) centrée en O à l'instant
t
, transportée par le vent et ayant respectivement pour aires les nombres
S
à l'instant
t
et
S
+
δS
—
avec
δS
négatif
—
à l'instant
t
+
δt
qui le suit presque aussitôt ; cette décroissance de l'aire de la surface (S) accompagnant le mouvement de l'
atmosphère
au voisinage de O révèle une interaction entre le
flux d'air
horizontal d'une part, et d'autre part un
courant
vertical par lequel s'évacue l'
air
chassé de la surface (S) à la suite de la contraction de celle-ci. La description précédente est pratiquement transposable au cas où, au lieu d'examiner une surface strictement horizontale, on travaille en
coordonnée pression
sur la surface quasi horizontale que représente une
surface isobare
de
pression atmosphérique
p
donnée : dans ce cas, le nombre que l'on substitue à la convergence horizontale est la "
divergence isobare
négative" ou
convergence
isobare
, telle que div
p
V
< 0. On montre qu'en un point O de l'atmosphère ou de la surface terrestre, la divergence du vent (identique à sa divergence horizontale) et sa divergence isobare ont à chaque instant le même signe : en particulier, il est équivalent de dire qu'il y a alors en O convergence horizontale ou convergence isobare, et ces deux nombres, en fait, diffèrent peu l'un de l'autre. |


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