J'ai pris un vent

27 mai 2024

La vitesse du vent, l'état de la mer, l'échelle de Beaufort, les éoliennes, les nœuds, manche à air, alizées, mousson, foehn, vent de mer, thermiques... Voici ma page pour être dans le vent.

Echelle de Beaufort

L'échelle de Beaufort (du nom de l'amiral anglais) désigne la vitesse moyenne d'un vent dit établi sur une durée de 10 min, dans l'objectif de donner une indication sur la prise de ris = quelles voiles utiliser pour les bateaux.

Bf km/hm/snœudsmph
0Calme < 1 < 0,3 < 1 < 1Fumée verticale
1Très légère brise 1 - 5 0,3 - 1,5 1 - 3 1 - 3Déviation de la fumée
2Légère brise 6 - 11 1,6 - 3,3 4 - 6 4 - 7Frémissement des feuilles
3Petite brise 12 - 19 3,4 - 5,4 7 - 10 8 - 12Drapeau au vent
4Jolie brise 20 - 28 5,5 - 7,9 11 - 1513 - 17Papiers, poussières volent
5Bonne brise 29 - 38 8,0 - 10,716 - 2118 - 24Sifflements, balancement des arbustes
6Vent frais 39 - 49 10,8 - 13,822 - 2725 - 30Grandes branches agitées, parapluie difficile
7Grand frais 50 - 61 13,9 - 17,128 - 3331 - 38Arbres entiers agités, marche difficile
8Coup de vent 62 - 74 17,2 - 20,734 - 4039 - 46Branches cassées
9Fort coup de vent 75 - 88 20,8 - 24,441 - 4747 - 54Tuiles envolées, chutes de cheminées
10Tempête 89 - 102 24,5 - 28,448 - 5555 - 63Arbres déracinés
11Violente tempête103 - 117 28,5 - 32,656 - 6364 - 73Gros ravages
12Ouragan > 118 > 32,7 > 64> 74Dévastation

Ouragan ou « bombe météorologique ».
Avis météo spécial dès force 7.

vent: symboles
symboles employés pour indiquer direction et force des vents

Les notions de « vent faible », « modéré » ou « violent » sont subjectives.

En météorologie marine, l'expression « vent violent » peut être employée pour des vents à partir de force 9 (fort coup de vent), tandis qu'à terre, sous l'influence des compagnies d'assurance, c'est la vitesse des rafales (qui ne font pas partie de l'échelle de Beaufort) souvent à partir de force 6 (vent frais).

Manche à air

L'alternance blanc/rouge n'est pas là que pour rendre une manche à air reconnaissable...

Etat de la mer

Le vent joue un rôle crucial dans la formation de la houle en mer. La relation est assez compliquée, non linéaire, dépend de la vitesse sur une distance et bien d'autres paramètres. Mais on constate en pratique ce que Beaufort a placé dans son échelle.

Rappelez-vous qu'il s'agit d'une moyenne sur 10 minutes, il ne s'agit jamais des rafales, avec des nombres plus impressionnants pour esbaudir les foules.

Beaufort 0 calme

Beaufort mer 0
Miroir, lisse, mer d'huile, pas de vagues

Beaufort 1 très légère brise 1-5 km/h

Beaufort mer 1
Quelques rides, pas d'écume. Vagues de 0 à 0.2 m

Beaufort 2 légère brise 6-11 km/h

Beaufort mer 2
Vaguelettes ne déferlant pas, de 0,2 à 0,5 m

Beaufort 3 petite brise 12-19 km/h

Beaufort mer 3
Très petites vagues de 0,5 à 1 m. Quelques moutons çà et là. Écume d'aspect vitreux.

Beaufort 4 jolie brise 20-28 km/h

Beaufort mer 4
Petites vagues de 1 à 2 m, de nombreux moutons.

Beaufort 5 bonne brise 29-38 km/h

Beaufort mer 5
Vagues modérées 2 à 3 m, moutons, éventuellement embruns.

Beaufort 6 vent frais 39-49 km/h

Beaufort mer 6
Crêtes d'écume blanches, lames, embruns, vagues de 3 à 4 m

Beaufort 7 grand frais 50-61 km/h

Beaufort mer 7
Trainées d'écume, lames déferlantes, vagues de 4 à 5,5 m

Beaufort 8 coup de vent 62-74 km/h

Beaufort mer 8
Tourbillons d'écume à la crête des lames, trainées d'écume, vagues de 5,5 à 7,5 m

Beaufort 9 fort coup de vent 75-88 km/h

Beaufort mer 9
Lames déferlantes grosses à énormes, visibilité réduite par les embruns, vagues de 7 à 10 m

Beaufort 10 tempête 89-102 km/h

Beaufort mer 10
Conditions exceptionnelles
Très grosses lames à longue crête en panache. L'écume produite s'agglomère en larges bancs et est soufflée dans le lit du vent en épaisses trainées blanches. Dans son ensemble, la surface des eaux semble blanche. Le déferlement en rouleaux devient intense et brutal. Visibilité réduite. Vagues de 9 à 12,5  m

Beaufort 11 violente tempête 103-117 km/h

Beaufort mer 11
Conditions exceptionnelles
Lames exceptionnellement hautes (les navires de petit et moyen tonnage peuvent, par instant, être perdus de vue). La mer est complètement recouverte de bancs d'écume blanche élongés dans la direction du vent. Partout, le bord de la crête des lames est soufflé et donne de la mousse. Visibilité réduite. Vagues de 11,5 à 16 m. m

Beaufort 12 ouragan +118 km/h
Bombe météorologique au-dessus du 40e parallèle

Beaufort mer 12
Conditions exceptionnelles dues aux vents qui soufflent à plus de 120 km/h : l'air est plein d'embruns. La mer est entièrement blanche du fait des bancs d'écume dérivants. Visibilité fortement réduite. Vagues supérieures à 14 m

Les vents locaux

Lorsqu'il n'y a pas de vent "général", par une journée calme, ciel clair ou peu nuageux, sols secs, le rayonnement solaire peut provoquer des brises locales. On les appelle souvent des "thermiques". Ce sont des vents assez faibles.

Brise de pente

En montagne, une pente exposée au soleil va s'échauffer et l'air chaud aura tendance à monter : un thermique ascendant se forme. Dépendant de l'orientation de la pente, vous aurez ce phénomène le matin ou l'après-midi.

brise de pente

Et le soir, au refroidissement de la masse d'air, l'effet inverse peut se produire.

Brise de vallée

C'est le même phénomène qui se produit entre le fond de la vallée, plat, qui reçoit moins de soleil, que les pentes en haut de vallée.

brise en vallée

Si l'air ascendant est humide, et rencontre une zone froide en altitude, des nuages peuvent se former.

Brise de mer

brise de mer

La brise de mer apparaît pendant les journées très ensoleillées, en fin de matinée ou en début d'après-midi. Elle est due à l'échauffement plus rapide des masses d'air au-dessus de la terre qu'au-dessus de la mer. L'air chaud s'élève rapidement au-dessus de la terre, créant une mini-dépression thermique sur la zone continentale. Il s'établit alors une brise qui souffle de la mer vers la terre.

Brise de terre

brise de terre

Après le coucher du soleil, l'évolution des écarts de température entre mer et terre s'inverse, et lorsque la nuit est suffisamment avancée, la brise de terre se lève et souffle de la côte plus froide vers la mer, cela jusqu'au matin ; elle n'est pas aussi intense que la brise de mer, car le refroidissement nocturne par rayonnement infrarouge tend à produire entre le sol et l'eau des différences plus atténuées que le réchauffement diurne par le rayonnement solaire.

Effet de foehn

Lorsqu'un courant aérien rencontre un relief suffisamment large, et même si celui-ci est peu élevé, une partie au moins de la masse d'air transportée par le vent ne peut contourner l'obstacle que lui oppose le relief, mais franchit cet obstacle en subissant une ascendance dite orographique ça fait bien dans la conversation.

L'air qui monte va refroidir avec l'altitude à cause de la baisse de pression (refroidissement adiabatique), et son humidité relative augmente (l'air ne contient pas autant de vapeur que lorsqu'il est chaud), et si le point de saturation est atteint, alors des nuages vont se former et il peut pleuvoir.

vent orographique

L'inverse se produit de l'autre côté de la crête, la pression augmente, la température augmente et l'air est moins chargé en vapeur d'eau. Le gain de température entre le versant sous le vent et le versant au vent peut atteindre 5 à 10 °C dans la recompression. Ce vent chaud est appelé foehn.

Les vents connus

La mousson

La mousson est un système de vents persistant qui souffle au-dessus de l'Asie, avec le même phénomène que la brise de mer et de terre, mais à l'échelle continentale.

En été le continent, plus chaud que l'océan, est le siège d'une dépression qui attire des vents de sud-ouest d'origine tropicale, très chauds, chargés d'humidité. Dès leur arrivée sur le sous-continent indien, ces masses d'air donnent naissance à des nuages et à des précipitations excessivement abondantes.

Au cours de l'hiver, le sol se refroidit plus vite que la surface océanique. L'air qui le recouvre se refroidit à son tour, s'alourdit et un anticyclone (zone de hautes pressions) se forme sur le continent. Pendant ce temps, une dépression thermique se creuse au-dessus des eaux encore chaudes de l'océan. Cette différence de température crée une différence de pression. Il en résulte un vent qui souffle de la terre vers la mer.

Alizées / El Niño

Les vents de surface s'écoulant vers l'équateur à partir de la zone subtropicale sont déviés vers l'ouest par l'effet de Coriolis formant les vents alizés (vents du sud-est dans l'hémisphère sud, nord-est dans l'hémisphère nord). Ces vents convergent près de l'équateur dans la zone de convergence intertropicale.

Il faut bien faire attention au sens général de circulation des vents, différent suivant qu'il est en altitude ou au sol.

Pour les alizés, l'air froid, plus dense, va vers l'équateur au sol, et l'air chaud s'éloigne de l'équateur en altitude. Les vents sont déviés vers la droite, dans le sens du déplacement, dans l'hémisphère nord.

cellule de Hadley en 3D

Les alizés sont des vents réguliers qui soufflent toute l'année et se manifestent du niveau de la mer jusqu'à 1500 ou 2000 mètres d'altitude.

Alizées

Les alizés continentaux, traversent des terres émergées et fréquemment arides, diffèrent par leur nature des alizés océaniques, qui soufflent longuement au-dessus de surfaces d'eau à température élevée et peuvent ainsi se régénérer en vapeur d'eau. Plus précisément, les alizés continentaux, lorsqu'ils soufflent au-dessus de régions désertiques ou semi-désertiques, ne peuvent qu'entretenir l'aridité de ces régions.

Les alizés océaniques, au contraire, recueillent l'eau échappée de la surface des mers par évaporation et pourront jouer ainsi un rôle fondamental dans le soulèvement à très haute altitude de l'air équatorial par convection humide après qu'ils auront atteint la zone de convergence intertropicale. En raison du frottement exercé par la surface de la mer, les alizés océaniques se caractérisent par une vitesse modérée et peu variable de l'ordre de 20 km/h. Du coup, les marins les aiment bien.

Le phénomène climatique El Niño correspond une quasi-disparition des alizés dans la partie occidentale du Pacifique équatorial, tandis que La Niña s'accompagne au contraire de leur renforcement dans cette même zone du Pacifique.

Jet-Stream / Courant-jet

Un courant-jet ou jet stream est un courant tubulaire aplati, quasi horizontal, voisin de la tropopause, axé sur une ligne de vitesse maximale et caractérisé par de grandes vitesses et d'importants gradients transversaux de vitesse.

jet stream

En règle générale les courants-jets ont plusieurs milliers de kilomètres de longueur, quelques centaines de large et seulement quelques kilomètres d'épaisseur et leur trajet d'Ouest en Est a typiquement une forme méandreuse. Les courants-jets peuvent démarrer, s'arrêter, se diviser en deux voire plus, se combiner en un seul courant ou circuler dans plusieurs directions.

Quand on va aux Etats-unis par avion, à l'aller on a tendance à éviter le jet-stream polaire, alors qu'au retour, les pilotes essayent d'en profiter au maximum, ça va plus vite et ça consomme moins de carburant.

Eoliennes

Il n'existe pas d'éolienne "universelle" qui marcherait avec tous types de vents, et c'est pour ça que vous pouvez voir diverses formes, parfois couplées, certaines formes marchant avec un vent faible, mais incapable d'exploiter un vent fort, et réciproquement.

rendement éoliennes
Le tip-speed ratio est le rapport entre la vitesse en bout de pale et la vitesse du vent. On se rend compte que pour une pale donnée, il existe un optimum. Par exemple, si la vitesse de la pale augmente, alors sa trainée augmente et le rendement diminue alors il faut faire tourner l'éolienne plus lentement avec des grandes pales.

Plus l'éolienne est grande et plus sa puissance maximale est élevée, et en plus le vent est plus fort en altitude, d'où l'intérêt d'augmenter la taille, mais ça on s'en doutait.

puissance fonction de la vitesse du vent

Les grandes éoliennes qui défigurent les paysages sont conçues pour fonctionner avec des vents "faibles" à "moyens", les plus fréquents. Dès 10 km/h elles commencent à produire, à 50 km/h la vitesse optimale des pales est obtenue, puis ça se dégrade, mais alors on s'arrange pour diminuer la prise au vent des pales, puis si le vent devient vraiment violent du genre 100 km/h, alors l'éolienne est carrément arrêtée, pour qu'elle ne subisse pas de dégâts.


Maintenant vous pouvez estimer la vitesse du vent en regardant la végétation ou la mer.

Bon, ces histoires de Beaufort m'ont donné envie d'une fondue...