FRONT, météorologie

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Caractéristiques des divers fronts

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À l'échelle de l'atmosphère terrestre, on peut distinguer plusieurs fronts suivant leur position géographique et les masses d'air qu'ils séparent :

– le front polaire, qui existe dans chaque hémisphère, sépare l'air polaire de l'air tropical ; le front polaire de l'hémisphère Nord se subdivise en front polaire pacifique, front polaire américain, front polaire atlantique ;

– le front arctique dans l'hémisphère Nord, le front antarctique dans l'hémisphère Sud séparent l'air quasi stagnant et en voie de refroidissement radiatif au voisinage des calottes polaires et l'air en mouvement qui se réchauffe par convection sur la mer ;

– le front intertropical, situé près de l'équateur thermique, sépare les circulations tropicales des deux hémisphères ; sur les continents, cette limite frontale ne présente généralement que peu ou pas d'activité, sauf dans le sud de la dépression intertropicale ; cette zone dépressionnaire où convergent les alizés est appelée zone de convergence intertropicale ;

Dépression météorologique

Photographie : Dépression météorologique

Sur cette large dépression centrée sur le sud de l'Angleterre (image Eumetsat, 23 juin 2004), on reconnaît une perturbation typique avec front chaud, front froid et front occlus. Le front occlus s'enroule en spirale autour de la dépression. On note que la zone méditerranéenne et l'Europe... 

Crédits : Eumetsat

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– les fronts d'alizés sont des fronts saisonniers, nets, surtout pendant l'été de l'hémisphère considéré et distinguant deux cellules anticycloniques subtropicales.

Par ailleurs, les diverses parties d'un front ont des mouvements qui peuvent être différents. La partie du front dont le déplacement est faible et très lent est appelée front quasi stationnaire. Une limite frontale est dite front chaud si elle sépare deux masses d'air dont la plus chaude se propage à l'arrière de la plus froide en s'élevant au-dessus d'elle.

Frontogenèse au voisinage d'un col

Dessin : Frontogenèse au voisinage d'un col

Frontogenèse au voisinage d'un col. Sous l'effet du mouvement, les particules d'air initialement en A, B, C, D et E, F, G, H viennent en A′, B′, C′, D′ et E′, F′, G′, H′. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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De même, un front froid divise deux masses d'air dont la plus froide circule à l'arrière de la plus chaude en la soulevant.

Ainsi, la naissance d'une ondulation sur le front polaire entraîne la formation d'un front chaud et d'un front froid qui se développent ensuite pour former une perturbation.

Perturbation extratropicale

Dessin : Perturbation extratropicale

Développement d'une perturbation extratropicale 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Perturbations extratropicales

Le front polaire de l'Atlantique nord, qui, en moyenne, s'étend des côtes orientales des États-Unis d'Amérique au nord-ouest de l'Europe, a été étudié en détail par les météorologistes norvégiens.

Sur ce front se développent des ondulations accompagnées d'un temps perturbé. Celles-ci et les divers phénomènes qui s'y rattachent (systèmes nuageux, hydrométéores) sont appelées perturbations du front polaire ou extratropicales. D'après l'école norvégienne, les conditions nécessaires à la formation et au développement de ces perturbations sont les suivantes :

– existence préalable d'une zone frontale séparant une masse d'air tropical et une masse polaire, qui circulent d'ouest en est parallèlement l'une à l'autre, et la première plus rapidement que la seconde ;

– localisation de cette zone frontale dans un champ de déformation de l'atmosphère, par exemple au voisinage d'un col barométrique.

Les mouvements qui s'organisent autour d'un col ont pour effet de mettre en contact des particules d'air d'origines et de températures très différentes et d'augmenter ainsi le gradient thermique horizontal. Plus l'angle entre l'axe de dilatation et la zone frontale est petit, plus la concentration des isothermes et la frontogenèse résultante sont rapides. Dans ces conditions, on observe le développement d'une petite ondulation sur la zone frontale un peu à l'est du col barométrique. Cette ondulation se déplace vers l'est en augmentant d'amplitude, tandis que les déformations du champ de pression initial s'accentuent. C'est ainsi qu'à l'extrémité septentrionale de la « langue » d'air chaud apparaît une petite dépression dont le centre se situe un peu en arrière de l'onde frontale. Puis l'amplitude de l'onde continue à croître alors que la dépression se creuse et acquiert une grande extension. L'air chaud opposant moins d'inertie à la progression de l'air froid postérieur que l'air froid antérieur n'en oppose à la progression de l'air chaud, on assiste au rétrécissement progressif de la langue d'air chaud près du sommet de l'onde et au soulèvement de cet air chaud. Ce processus de rejet de l'air chaud en altitude, près du sommet de l'onde, s'appelle occlusion. Les deux masses d'air froid antérieure et postérieure se rejoignent alors, près du sol ; elles peuvent être séparées par un front de surface qui, suivant les caractéristiques des masses froides en contact, peut être chaud ou froid. Quant au fond de la vallée d'air chaud, il constitue un front d'altitude qui est appelé front d'occlusion ou front occlus. En principe, on trace sur les cartes la projection du front d'altitude, mais on omet en général le front de surface.

Nuages et précipitations liés aux fronts

Dessin : Nuages et précipitations liés aux fronts

Nuages et précipitations accompagnant les fronts 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Perturbation extratropicale

Dessin : Perturbation extratropicale

Développement d'une perturbation extratropicale 

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Perturbation extratropicale

Dessin : Perturbation extratropicale

Développement d'une perturbation extratropicale 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Un certain temps après le début des processus d'occlusion, la dépression associée à la perturbation atteint sa profondeur maximale et sa plus grande énergie cinétique. Dans la phase suivante, l'occlusion se poursuit, l'air chaud étant de plus en plus rejeté en altitude. La perturbation prend alors la forme d'un vaste tourbillon d'air froid à peu près circulaire dans lequel le front occlus s'enroule en spirale. Puis ce front perd peu à peu toute activité (c'est la phase de frontolyse), tandis que la dépression associée se comble.

Perturbation extratropicale

Dessin : Perturbation extratropicale

Développement d'une perturbation extratropicale 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Cette description de la vie d'une perturbation extratropicale date d'environ 1930 ; elle a été largement confirmée par les images et les mesures satellitaires.

Nuages et précipitations

Les masses nuageuses étendues et les zones de précipitations se situent principalement à l'avant des fronts chauds, à l'arrière des fronts froids et aussi de part et d'autre des fronts occlus. C'est ce que montre le schéma permettant de relier les fronts aux nuages et aux précipitations. Dans le cas d'un front chaud actif, les précipitations peuvent s'étendre jusqu'à 300 km du front de surface, et la masse nuageuse peut atteindre 600 à 800 km de large. S'il s'agit d'un front froid, la largeur de la zone de précipitations dépasse rarement 100 à 200 km.

Frontogenèse au voisinage d'un col

Dessin : Frontogenèse au voisinage d'un col

Frontogenèse au voisinage d'un col. Sous l'effet du mouvement, les particules d'air initialement en A, B, C, D et E, F, G, H viennent en A′, B′, C′, D′ et E′, F′, G′, H′. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Remarquons enfin que, si les variations de température et de température entropique sont nettes en altitude (hausse au passage d'un front chaud, baisse au passage d'un front froid), ces variations sont parfois peu marquées ou même inversées près du sol par suite de causes secondaires, telles que le rayonnement du sol qui est essentiellement fonction de la nébulosité.

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Zone frontale

Zone frontale
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Dépression météorologique

Dépression météorologique
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Frontogenèse au voisinage d'un col

Frontogenèse au voisinage d'un col
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Perturbation extratropicale

Perturbation extratropicale
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Écrit par :

  • : Département de la coopération technique à l'Office mondial de la météorologie, Genève, ingénieur général de la météorologie

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Pour citer l’article

Bernard GOSSET, « FRONT, météorologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 08 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/front-meteorologie/