Météorologie dynamique

Mots Clés : Météorologie, équilibres atmosphériques, prévision météorologique
Prérequis : Bases en mécanique des fluides mais non nécessaires

L’atmosphère terrestre est un laboratoire naturel dans lequel se déroulent une grande variété de processus physiques. Le but de ce cours est de montrer comment les principes physiques de base peuvent nous aider à modeler, interpréter et prévoir certains de ces processus. La première partie de ce cours permettra de comprendre les approches de la prévision météorologique à partir des concepts de base de la météorologie dynamique. Pour cela, on rappellera tout d’abord les quantités dynamiques essentielles en météorologie et les grands équilibres (équilibre hydrostatique, vent géostrophique, équilibre du vent thermique). On décriera ensuite les différents types de perturbations atmosphériques et leurs caractéristiques principales. On examinera des cartes météorologiques afin d’illustrer les différents concepts et de montrer comment peut être menée une prévision.

La deuxième partie portera sur la circulation générale de la troposphère à partir d’observations et de modèles conceptuels. Tout d’abord, on considérera la circulation en moyenne zonale, notamment les cellules de Hadley et de Ferrel en introduisant différentes notions dans ce cadre, comme les flux d’Eliassen-Palm. Ensuite, les aspects tridimensionnels de la circulation aux latitudes moyennes seront étudiés, comme les ondes de Rossby stationnaires générées par le relief, ou encore les ondes de Rossby transitoires synoptiques générées par les contrastes thermiques. L’étude de ces diverses ondes s’appuiera sur la théorie des rayons ainsi que sur des bilans énergétiques comme  le cycle de Lorenz.