Brises et autres confluences
Article paru dans ULMiste n°10, juin 2012
Brises et autres confluences
Dans l’introduction, on doit normalement préparer le lecteur à ce qui va suivre. Mais pour ce coup-ci, je vous prie d’accepter toutes mes excuses. Aujourd’hui je dois reconnaître humblement mon incapacité malheureuse à vous trouver un fil conducteur pour tout ce qui va suivre. Effectivement, ce dossier arrivant en complément de tous les articles précédents, je vais vous coller tout ce que vous devez savoir sur les brises et autres confluences. J’espère cependant que mon incapacité temporaire à structurer cet article, ne nuira pas pour autant à la qualité de ce magazine remarquable.
Les brises de glacier
Pour en finir avec la montagne, on va commencer par les brises de glacier. Quelle que soit la saison, un glacier représente de jour comme de nuit, une masse froide systématique. La glace, en réfléchissant les rayons du soleil, va renvoyer toutes les calories vers le ciel. Elle s’échauffe donc très peu. L’air au contact ne peut que se refroidir et s’écouler vers le bas. Une brise de glacier se trouve toujours dirigée du coté aval, c’est à dire vers le bas de la vallée. C’est donc une brise descendante.
Figure 01 : en fin de nuit et au lever du jour, la brise de glacier s’associe aux brises de pente et de vallée descendantes.
Figure 02 : en journée, la brise de vallée montante rencontre la brise de vallée descendante du glacier à la frange de celui-ci.
L’atterrissage sur un glacier se fait toujours dans le sens de la montée, afin de profiter d’abord de l’effet de freinage de la pente montante et surtout de l’effet bénéfique de la brise descendante du glacier, tant sur l’aspect positif du freinage que sur le coté sustentation qu’elle procure. Ce n’est pas à vous, pilote confirmé, que je vais apprendre ça : on se pose toujours si possible face au vent.
La confrontation entre la brise de pente descendante du glacier et les brises montantes de pentes ou de vallée, donne parfois de sévères turbulences, surtout quand la frange entre la partie recouverte de neige ou de glace et la terre ferme n’est pas franche. Cette situation se rencontre surtout par des journées chaudes de printemps, alors qu’il persiste de nombreuses plaques de neige aux flancs des versants. Les ascendances thermiques rencontrées son étroites, mais violentes, siège d’une grande agitation.
Figure 03 : la confrontation entre les brises de pentes montantes et la brise descendante du glacier donne lieu parfois à de bonnes turbulences.
Mais cette confrontation entre deux flux de direction différente donne lieu à des mouvements ascendants bien appréciés des vélivoles. C’est ce qu’on appelle : une confluence.
Les confluences
Confluences entre brises
Lorsqu’un observateur non averti promène son regard sur une vaste étendue montagneuse, la topographie d’ensemble lui paraît d’abord indéchiffrable, d’un aspect chaotique et tourmenté. En fait, la réalité est tout autre. Un ordre cohérent s’impose dès que l'on peut identifier les principaux bassins fluviaux des réseaux hydrographiques. Il faut commencer par repérer et nommer les principaux massifs ainsi que leurs sommets, puis les lignes de crêtes qui les joignent. On s’aperçoit ensuite que les bassins versants des fleuves, sont toujours séparés par de grandes et hautes montagnes, aux importantes lignes de crêtes et que les autres bassins versants des affluents, des rivières secondaires, des torrents et des ruisseaux, sont respectivement délimités par des massifs à lignes de crêtes d’étendues décroissantes, dans le même ordre. Ces biefs déterminent définitivement l’écoulement des eaux de ruissellements vers le ruisseau, le torrent, l’affluent, pour les faire aboutir au fleuve, puis à la mer.
En raison de leur rôle hydrographique, ces lignes de crêtes sont appelées lignes de partage des eaux. Les brises descendantes, de pente et de vallées peuvent être assimilées à un écoulement gravitationnel (pour faire scientifique et impressionner le lecteur, j’emploie des mots compliqués). Pendant la nuit, l’air refroidit au contact du sol, s’alourdit. Il coule par gravité en suivant le même chemin que les ruisseaux, torrents, rivières et principaux affluents. On peut donc établir une analogie, entre la force des brises descendantes et le débit des cours d’eau. D’un autre coté, pendant la journée, les brises montantes, de vallées et de pentes, vont parcourir le même chemin, mais en sens inverse. Elles se rencontreront pour unir leurs forces à l’endroit même où la nuit passée, les brises de pentes descendantes on démarré, c’est à dire, sur les lignes de partage des eaux.
Quand le vent météo est faible, de la plus modeste d’entre elles à la plus étendue, les lignes de partage des eaux, jouent un rôle capital dans la répartition de la convection thermique. Leurs versants accroissent autour d’elles le peuplement, la puissance et la hauteur des ascendances thermiques.
Figure 4 : la rencontre des brises de pentes montantes se fait sur la ligne de partage des eaux. C’est ce qu’on appelle une confluence. Celle-ci génère des mouvements ascendants, doux et réguliers.
Confluence entre brise et vent météo
En journée, les brises de pentes montantes peuvent s’opposer au vent météo. Ce type de confluence prend naissance sur les chaînes ou barrières montagneuses, lorsque le vent météo est sensiblement perpendiculaire à leur axe. Les lignes de partage des eaux correspondent le plus souvent aux limites climatiques. C’est aussi sur ces lignes de crête que l’on trouvera les meilleures confluences. Les masses d’air n’ont jamais les mêmes caractéristiques en humidité et en températures. Aussi, la confluence se remarque de chaque coté de la ligne, par une différence de visibilité, de nébulosité et de l’altitude du plafond. Bien souvent le phénomène de confluence se décale du côté de la brise, car le vent météo, bien que faible, reste constant sur toute l’épaisseur. Alors que la brise, même si elle reste vive au contact de la pente, perd de sa vigueur quand elle quitte le relief. Pour cette raison, elle se fait emporter par et sous le vent.
Figure 5 : confluence entre la brise et le vent météo. Cette confluence s’établit encore sur une ligne de crêtes, avec des plafonds plus élevés du coté le plus chaud.
Si le vent météo se renforce, il supplante la brise et la confluence disparaît.
Figure 6 : en cas de vent fort, la brise est balayée, rabattue par le vent.
Dans ces conditions, l’air chaud bloqué sous le vent, va s’accumuler. Une fois le réservoir plein, l’air brûlant s’échappera par saccade, sous forme de pulsions très turbulentes. C’est ce qu’on appelle « le thermique sous le vent », siège encore d’une grande agitation. Cette situation se rencontre surtout par un vent de nord, froid et sec. De l’autre coté du versant, les pentes bien exposées au sud et bien abritées, pourront chauffer rapidement.
Figure 7 : principe du thermique sous le vent.
Le même phénomène peut s’observer sous des falaises, bien exposées par le soleil d’un côté, alors que le vent fort souffle de l’autre.
Figure 8 : thermique sous le vent, d’une falaise sous le vent.
Voilà une belle transition pour vous présenter les
Brises de mer
Pendant la journée, au printemps et en été surtout, le sol se réchauffe plus vite que la mer. Avec une masse d’air instable, les ascendances thermiques se développent sur la terre et non sur l’eau qui reste plus froide. Quand l’air maritime, plus frais, vient progressivement compenser le soulèvement, c’est le début de brise de mer. L’extension horizontale de la brise peut atteindre 40 km sur les cotes atlantiques et 60 km sur la Méditerranée, tout ça sur une épaisseur d’environ 200 m. Au plus chaud de la journée, la brise peut souffler jusqu’à 40 km/h. Ce mouvement entraîne une circulation. En altitude, l’air qui s’est soulevé au-dessus du sol, va remplacer celui qui s’est affaissé au-dessus de
la mer. A condition qu’il ne soit pas trop fort, un vent météo qui arrive de la terre sera toujours favorable à l’installation de la brise, car il favorisera le courant de retour en altitude. La brise qui démarre ensuite, n’a aucun mal à se glisser dessous. Sur un aérodrome en bord de côte, on peut très bien décoller face à la mer l’après-midi, en profitant d’un vent établi. Donc, un vent qui vient de la grande bleue, dans les basses couches. Par contre beaucoup plus haut, entre 1000 et 1500 m, on devra subir un vent en sens inverse : un vent de terre.
Figure 9 : brise de mer, vent de mer prés du sol, vent de terre en altitude.
On appelle front de brise la jonction entre la masse d’air maritime et l’air continental. Ces masses d’air n’ont jamais les mêmes caractéristiques en humidité ou en température. La confluence qui découle de cette rencontre sera donc souvent marquée par une différence de visibilité, de nébulosité et de l’altitude du plafond.
Figure10 : le front de brise se caractérise par la rencontre d’une masse d’air maritime, souvent plus froide et plus humide, avec des plafonds plus bas.
Les îles et les presqu’îles peuvent aussi engendrer des confluences, notamment lorsque deux flux issus de côtes opposés et de directions différentes se rencontrent.
Figure11 : front de brise se formant sur la péninsule du Cotentin.
Figure 12 : photo satellite d’un front de brise sur les Cotes d’Armor le 26 juillet 2006.
La brise, comme tout mobile qui se déplace sur la Terre, doit subir l’influence de la force de Coriolis. Cette force décale tout mouvement vers sa droite dans l’hémisphère Nord. Ce qui veut dire qu’au fil de la journée, la brise va tourner vers la droite, ou encore, dans le sens des aiguilles d’une montre. D’une manière générale, la vitesse sera maximale au plus chaud de la journée, vers 15 h locale. A cause de l’inertie du phénomène, elle fléchit lentement tout en s’orientant vers l’ouest en fin d’après-midi.
Les variations de la force et de la direction de la brise, sont répertoriées pour chaque site caractéristique sur un diagramme des brises, ou polygone des brises. Le schéma indique la force et la direction de la brise en fonction de l’heure.
La différence de températures entre la terre et la mer est aussi un facteur important pour le déclenchement de la brise. C’est pour cette raison que l’on observe surtout le phénomène en été, un peu moins au printemps et en automne et quasiment jamais en hiver. Tout comme pour les brises de pente, une côte orientée face à l’est sera éclairée plus tôt et chauffera plus vite le matin. La brise y sera précoce. Une côte exposée au sud sera bien éclairée en mi-journée, alors que le soleil est au plus haut sur
l’horizon. La brise démarrera plus tard, mais sera plus forte. Une côte exposée à l’ouest sera bien exposée l’après-midi, alors que le soleil baisse. La brise plus tardive, s’éteindra aussi avec le même décalage. Les côtes face au nord sont les moins bien éclairées. Elles sont donc peu favorables au déclenchement des brises de mer. En cas de grande stabilité de la masse d’air, sans ascendances thermiques, la brise ne se déclenchera pas, malgré une forte différence de températures entre la terre et la mer.
Les côtes abruptes, avec des falaises tombant directement dans la mer, sont favorables à la plongée. La circulation convective, nécessaire à l’installation de la brise ne démarrera que difficilement. C’est le cas de la Côte d’Azur et de la Corse qui, malgré un fort ensoleillement, ne connaissent pas de bonnes brises de mer. D’un point de vue topographique, la côte idéale pour que les brises fonctionnent, monte en pente douce et d’une manière progressive. La brise de mer peut se transformer ensuite en brise de pente. Cependant, sur une côte élevée, les plaines et vallées côtières, peuvent donner de petites brises, en canalisant le mouvement.
La brise de terre
La nuit le phénomène s’inverse. La mer, qui garde une certaine inertie thermique se refroidit très peu, alors que la terre, dont l’inertie thermique est plus faible, se refroidit bien plus vite. L’air s’affaisse au niveau du sol, alors qu’il se s’élève lentement au-dessus de l’eau. La petite circulation qui s’installe de la mer vers la terre, permet de compenser ces mouvements verticaux.
La brise de terre atteint son apogée en fin de nuit ou au lever du jour. Sa force est beaucoup moins marquée que celle de la brise de mer. Avec la circulation qui s’installe, on peut donc décoller à l’aube avec un petit vent de terre et rencontrer un faible vent de mer en altitude.
Figure13 : brise de terre, vent de terre prés du sol, vent de mer en altitude.