Vent

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Le vent est le mouvement au sein d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète, d'une partie de ce gaz. Les vents sont globalement provoqués par un réchauffement inégalement réparti à la surface de la planète provenant du rayonnement stellaire ( énergie solaire), et par la rotation de la planète. Sur Terre, ce déplacement est essentiel à l'explication de tous les phénomènes météorologiques. Le vent est mécaniquement décrit par les lois de la dynamique des fluides, comme les courants marins. Il existe une interdépendance entre ces deux circulations de fluides.

Les vents sont généralement classifiés selon leur ampleur spatiale, leur vitesse (ex : échelle de beaufort), leur localisation géographique, le type de force qui les produit et leurs effets. La vitesse du vent est mesurée avec un anémomètre mais peut être estimée par une manche à air, un drapeau, etc. Les vents les plus violents actuellement connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne.

Le vent est l'acteur principal de l'oxygénation des océans ainsi que des lacs de haute montagne, par agitation et mise en mouvement de leurs surfaces. Il permet le déplacement de nombreux agents organiques et minéraux et d'expliquer la formation de certaines roches sédimentaires (ex: Lœss [1]). Il influence le déplacement des populations d’insectes volants, la migration des oiseaux, il façonne la forme des plantes et participe à la reproduction de certains végétaux. L' érosion éolienne participe parfois à la morphologie du relief local (ex: congère de neige, dunes). Le vent a inspiré dans les civilisations humaines de nombreuses mythologies. Il a influé sur les transports, voire les guerres, mais également fourni des sources d’énergie pour le travail purement mécanique (ex. : moulins à vent, éoliennes) et pour l’ électricité. Il participe même aux loisirs.

Le vent fait le plus souvent référence aux mouvements de l’air dans l' atmosphère terrestre. Par extension, le mouvement de gaz ou de particules polarisées allant du Soleil vers l’espace extérieur est appelé vent solaire et l’échappement gazeux de particules légères d’une atmosphère planétaire vers l’espace est nommé le vent planétaire.

Une manche à air permet d'évaluer approximativement la vitesse du vent, et sa direction.

Définitions et histoire

La direction du vent indique la provenance du vent.png

Les vents sont souvent classifiés selon leur force et la direction d’où ils soufflent. Il existe plusieurs échelles de classification des vents dont les plus connues sont l' échelle de Beaufort et l' échelle de Fujita. La première classe la force des vents selon treize niveaux qui vont du calme à celui des vents de force d'ouragan, en passant par la brise, le coup de vent et la tempête. La seconde classifie la force des vents dans une tornade.

Les pointes de vents au-dessus du vent moyen sont appelées rafales [2]. Lorsque le vent moyen augmente durant une courte période, il s'agit de bourrasques de vents [3]. Des vents violents associés à un orage sont appelés rafales descendantes [4], connues en mer comme des grains [5]. Des vents violents sont associés avec plusieurs autres phénomènes météorologiques tels les cyclones tropicaux, les tempêtes et les tornades.

Le premier instrument de mesure du vent est la girouette, invention de la Grèce antique destinée à indiquer la direction du vent. Nous devons la première description scientifique des phénomènes éoliens à Evangelista Torricelli qui mit en évidence la pression atmosphérique de l'air avec son baromètre et à Blaise Pascal qui fut le premier à décrire le vent comme un mouvement de l'air [6], un courant d'air plus ou moins puissant ainsi que la diminution de pression avec l' altitude puis Robert Hooke construira le premier anémomètre. Benjamin Franklin se lancera lui dans les premières descriptions et analyses de vents dominants et de systèmes météorologiques [7].

Vent réel, vitesse, apparent

Lorsqu’un véhicule ou une personne se déplace, le vent ressenti au cours du déplacement peut être très différent du vent généré par les conditions météorologiques avec des conséquences parfois importantes. On distingue :

  • vent réel [8] : le vent qui est ressenti par un observateur immobile par rapport au sol : il est dû uniquement au déplacement de l’air autour de celui-ci. Sa direction et sa force peuvent être lues sur un instrument fixé sur le lieu où l’observateur se situe : ces valeurs sont théoriquement celles communiquées par les bulletins météorologiques (avec une fiabilité variable). Le qualificatif de « réel » est utilisé quand l’observateur se situe à bord d’un engin se déplaçant (avion, voilier…) pour le différencier d’autres composantes du vent engendré par le déplacement : vent apparent ou le vent dû à la vitesse. Ce vent a une composante moyenne à laquelle s'ajoutent souvent des rafales, soit des hausses soudaines et temporaires de sa vitesse ;
  • vent vitesse ou vent relatif [8], [9] : le vent généré par le seul déplacement de l’observateur, égal en intensité, de même direction, et opposé en sens, à la vitesse relative de celui-ci. Il est d’autant plus fort que la vitesse de déplacement est élevée. C’est par exemple le vent que l’on ressent lorsque l’on se déplace à vélo, en l’absence de tout vent réel ;
  • vent apparent (pour la navigation maritime) [8], [9] : le vent tel qu’il est ressenti par l’observateur en déplacement, somme vectorielle des deux précédents, c’est-à-dire du vent réel et du vent vitesse (ou relatif). La notion de vent apparent est surtout utilisée en voile ou en char à voile : en effet, le vent ressenti sur le bateau dépendra non seulement du vent réel, mais également de la vitesse du bateau, ce qui conduit à devoir ajuster le réglage des voiles. C’est le vent que reçoit effectivement la voile.

Échelles

Plusieurs échelle de classification des vents existent, la plus commune est celle de Beaufort utilisée par les marins. Celle-ci est une échelle de mesure empirique, comportant 13 degrés (de 0 à 12), de la vitesse moyenne du vent sur une durée de dix minutes utilisée dans les milieux maritimes. Initialement, le degré Beaufort correspond à un état de la mer associé à une « fourchette » de la vitesse moyenne du vent. Même si, de nos jours, cette vitesse peut être mesurée avec une bonne précision à l'aide d'un anémomètre, il reste commode, en mer, d'estimer cette vitesse par la seule observation des effets du vent sur la surface de la mer.

L'échelle de Fujita est une échelle de classement de la force des tornades selon les dommages causés. Elle est utilisée aux États-Unis pour remplacer l'échelle originale de Fujita depuis la saison estivale 2007. Elle a été développée pour pallier les faiblesses notées dans l'échelle originale qui montraient des incertitudes quant à la force des vents nécessaires pour causer certains dommages et à l'évaluation de situations similaires mais ayant affecté des constructions de différentes solidités.

Finalement, l'échelle de Saffir-Simpson pour les cyclones tropicaux, nommés « ouragans », se formant dans l'hémisphère ouest, qui inclut les bassins cycloniques de l'océan Atlantique et l'océan Pacifique nord à l'est de la ligne de changement de date. Elle est graduée en cinq niveaux d'intensité, correspondant à des intervalles de vitesses de vents normalisés. Pour classer un cyclone sur cette échelle, la vitesse des vents soutenus est enregistrée pendant une minute à une hauteur de 10 mètres (33 pieds), la moyenne ainsi obtenue est comparée aux intervalles (Voir les catégories d'intensité).

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