Introduction to Tropical Meteorology

Météorologie Tropicale : l'Essentiel

Ce cours explore les spécificités de l'atmosphère tropicale, sa circulation, ses perturbations et ses interactions avec les moyennes latitudes, avec un accent particulier sur la météorologie en Afrique.

I. Spécificités de la Météorologie Tropicale

* La météorologie est une science pluridisciplinaire. * Le domaine tropical englobe 30°N à 30°S, contrairement à la zone intertropicale (Tropique du Cancer à Tropique du Capricorne). Cette extension s'explique par les ceintures de hautes pressions (anticyclones subtropicaux) à ces latitudes. * Représente la moitié de la surface du globe. * La météorologie tropicale diffère de celle des régions tempérées et polaires par sa dynamique interne spécifique.

A. Facteurs Géographiques Clés

* Les régions tropicales sont à tendance océanique (80% d'océans), ce qui implique une météorologie principalement maritime avec une tension de vapeur d'eau élevée. * L'hémisphère Nord est plus continental, le Sud plus océanique. * Les échanges océan-atmosphère génèrent des phénomènes extrêmes (cyclones) et des systèmes convectifs importants. * Les vents (alizés) causent des remontées d'eau froide (upwelling), expliquant les rivages secs et déserts (ex: courant de Benguela pour le Kalahari, Canaries pour le Sahara). * Principaux reliefs : Cordillère des Andes, Himalaya, hauts plateaux (Jos, Tibet, Afrique du Sud), déserts (Sahara, Kalahari). * Végétations influentes : Amazonie, forêt du bassin du Congo, forêt de la Haute Guinée, grandes savanes africaines.

B. Caractéristiques Atmosphériques

* Variations diurnes de température > variations annuelles (x10), contrairement aux tempérées. * Bilan énergétique excédentaire en surface dans la zone tropicale, déficitaire ailleurs. Ce déséquilibre alimente la cellule de Hadley et la gyre subtropicale. * Faiblesse de la force de Coriolis () rend l'atmosphère quasi-barotrope et l'équilibre géostrophique moins vérifié. * Près de l'équateur (latitude ), la force de Coriolis est très faible, entraînant une forte composante divergente des flux (sauf pour les cyclones tropicaux, à forte composante rotationnelle). * Champs moyens : hautes pressions subtropicales, dépressions équatoriales, moussons, alizés.

II. Échelles en Météorologie Tropicale

* La classification des phénomènes se fait selon la taille (L) et la durée, mais en tenant compte de la faiblesse de la force de Coriolis (). * Le rayon de déformation de l'atmosphère () est crucial : . Il indique la taille pour laquelle l'équilibre géostrophique est atteint. * Aux moyennes latitudes : . * À 10° lat : . * À 5° lat : . * À l'équateur () : tend vers l'infini, l'équilibre géostrophique n'est jamais atteint sans tourbillon relatif. * Diagramme d'Ooyama : distingue les échelles spatio-temporelles. * Équilibre géostrophique (L >= ) : Convection organisée par la circulation rotationnelle (ex: dépressions tropicales). * Méso-échelle (L < ) : Équilibre géostrophique non vérifié, force de pression > force de Coriolis. Convection organisée par divergence (ex: lignes de grains, cellule de Walker). Dimensions plus grandes aux tropiques que dans les moyennes latitudes. * Échelle aérologique (< 10 km) : Mouvements verticaux non hydrostatiques, convection isolée difficilement prévisible. * Les cyclones tropicaux sont des cas particuliers : en raison d'un très fort tourbillon relatif, ils atteignent l'équilibre à petite échelle.

III. Bilan Énergétique

* La source principale est le Soleil. Les bilans énergétiques (Terre, Atmosphère, Système) s'expliquent par les lois d'absorption, émission, diffusion radiatives. * Albédo (A) : rapport du flux réfléchi sur le flux incident. A = 1 - ( = coefficient d'absorption). * Déserts: A=0.35, Forêts équatoriales: A=0.12, Surfaces enneigées: A=0.60. * Albédo planétaire: ~0.30 (30% réfléchi, 70% absorbé). * Diffusion : * Rayleigh : molécules (), longueur d'onde solaire > taille. * Mie : particules de taille similaire à la longueur d'onde. * Optique géométrique : grosses particules (), explique les photométéores. * Absorption atmosphérique : UV par l'ozone, O2, N2. Visible peu absorbé. IR majoritairement par les gaz à effet de serre (vapeur d'eau, CO2, méthane). * Constante solaire () : au sommet de l'atmosphère, mais en moyenne sur la sphère. L'intensité des rayons dépend de l'angle d'incidence (). * Flux solaire absorbé () : plus élevé à l'équateur (). * Flux infrarouge sortant () : positif partout (+100 à +300 W/m²), maximum dans les régions subtropicales sèches et chaudes. * Bilan radiatif net du système Terre-Atmosphère () : . * Positif en zone tropicale (max 100 W/m² sur océans équatoriaux). * Négatif aux hautes latitudes et déserts. * Ce déséquilibre est le moteur des circulations atmosphériques et océaniques.

A. Bilan Énergétique en Surface

* Flux de chaleur sensible () : Échange par turbulence entre surface et atmosphère. Dépend du vent et du gradient de température. * Négatif sur les déserts (), forêts équatoriales, océans (). * Positif en zones d'upwelling côtier (). * Flux de chaleur latente () : Échange par évaporation/évapotranspiration. Dépend du vent et du gradient d'humidité. * Important sur les océans (). * Flux solaire absorbé en surface : positif partout, max sur océans tropicaux (). * Rayonnement tellurique () : flux infrarouge émis par la surface. * sur océans tropicaux ; sur déserts. * sur forêts équatoriales (effet de serre). * Bilan radiatif net en surface () : Généralement excédentaire (+102 W/m²), la surface est la "source chaude" du système. Le Pacifique Est équatorial est largement positif ().

B. Bilan Radiatif de l'Atmosphère

* L'atmosphère est la "source froide" du système, son bilan radiatif est toujours négatif (). * La convection transfère l'énergie de la surface (source chaude) vers le sommet de l'atmosphère (source froide). * Les mouvements verticaux donnent naissance à la ZCIT (Zone de Convergence Intertropicale) et la ZCPS (Zone de Convergence du Pacifique Sud).

IV. Circulation Générale

* Mouvement à l'échelle planétaire qui redistribue l'énergie des zones excédentaires vers les zones déficitaires. * Causes : différences thermiques et mécaniques, pour atteindre un équilibre.

A. Cellule de Hadley

* Modèle initial de George Hadley (1735). * Ascendances à l'équateur géographique (air chaud, humide, léger). * Subsidences aux 30°N et 30°S, formant les anticyclones subtropicaux. * Transport principal d'énergie dans l'atmosphère tropicale. * Influencée par les saisons : 10 fois plus développée dans l'hémisphère d'hiver. * Transporte l'excès de moment cinétique des régions tropicales vers les moyennes latitudes, générant les Jets d'Ouest Subtropicaux (JOST) vers 30° de latitude.

B. Cellule de Walker

* Variabilité zonale (Est-Ouest) de l'activité convective. * Cellule située dans le plan zonal vertical (le long du Pacifique équatorial). * Pôles majeurs de convection profonde (ascendances) : Amazonie, Afrique, Indonésie. * Zones de subsidence : flancs Est des océans Atlantique/Pacifique, bord Ouest de l'océan Indien. * Quatre cellules principales : Pacifique, Atlantique, Afrique, Inde. * Perpendiculaire à la circulation de Hadley.

V. Équateur Météorologique (EM)

* Zone de confluence des alizés des deux hémisphères. * Front Intertropical (FIT) : zone de convergence en basses couches entre l'Harmattan et la mousson (en Afrique). Ce n'est pas un front au sens strict. * Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT) : zone de convections profondes (ascendances maximales), limite entre les cellules de Hadley. * La ZCIT est toujours au Sud du FIT (parfois plus de 500 km). * Migrations diurnes : plus marquées sur continent (Harmattan sec/froid la nuit repousse la mousson, puis chaud/léger l'après-midi attire la mousson). * Migrations de moyennes amplitudes : dues aux variations des centres d'action (renforcement anticyclones, creusement dépression saharienne). * Migration annuelle : suit le mouvement apparent du soleil avec un retard de 8 semaines dû à l'inertie du système Terre-Océan-Atmosphère. Plus importante sur continent.

VI. Interactions Tropiques-Moyennes Latitudes

* Échanges facilités en hiver par le renforcement du JOST. * Facilitées en été par le déferlement d'ondes de Rossby (RWB) (intrusion d'air stratosphérique des moyennes latitudes dans la troposphère tropicale). * Ces interactions se manifestent à toutes les échelles (interannuelle, saisonnière, intrasaisonnière, synoptique). * Téléconnexions : relations statistiques entre régions éloignées, via des échanges d'énergie. * Les perturbations des moyennes latitudes (fronts froids, dépressions extratropicales) peuvent atteindre les tropiques en hiver, affaiblissant l'Harmattan et remontant le FIT. * En hiver, les thalwegs d'altitude peuvent interagir avec la ZCIT, générant des ondulations en "V inversé" et des phénomènes convectifs intenses ("pluies des mangues"). * Pendant El Niño : la circulation de Walker est moins zonale, renforçant la circulation de Hadley, et les échanges entre tropiques et moyennes latitudes sont facilités, avec propagation des ondes de Rossby jusqu'à 60° de latitude, impactant le climat global.

VII. Perturbations de la Zone Tropicale

* Modification locale stable de l'atmosphère, souvent liées à la convection. * L'étude des phénomènes convectifs est liée aux ondes d'Est.

A. Types de Convection

* Libre/Naturelle : advection d'air sur surface chaude. * Forcée : facteurs mécaniques (vent, relief). * Laminaire : mouvements structurés (cellules de Rayleigh-Bénard). * Turbulente : mouvements désordonnés, forte différence de température. * Profonde : touche toute la troposphère (orages, Cumulonimbus). * Peu profonde : limitée à une tranche. * Sèche : air non saturé. * Humide : condensation et formation de nuages par détente adiabatique. * Cycle de vie d'une cellule convective ordinaire (30-50 min) : 1. Développement (ascendances, formation de glace, éclairs). 2. Maturité (précipitations, courants descendants, front de rafales, enclume). 3. Dissipation (plus d'apport d'air chaud/humide, nuage se désagrège). * Orages multicellulaires : plusieurs cellules à différents stades en cohabitation, nouvelles cellules à l'aval du cisaillement. * Orages supercellulaires : grande extension (jusqu'à 50 km), longue durée de vie (plusieurs heures), ascendances très intenses (jusqu'à 50 m/s), responsables des phénomènes les plus violents (grêle, tornades). Rares en zone tropicale.

B. Systèmes Convectifs de Méso-échelle (MCS)

* Ensembles d'orages organisés en un système nuageux unique, avec une zone continue de précipitations (> 100 km). * Taille : quelques dizaines à 1000 km. * Longue durée de vie : 6 à 12 heures, parfois 24 à 36 heures. * Composés de cellules orageuses et de zones de précipitations stratiformes. * Peuvent inclure des supercellules. * Les MCC (Mesoscale Convective Complex) sont les plus gros MCS, durée de vie moyenne de 15 heures.

C. Lignes de Grains

* MCS ou MCC alignés de Cumulonimbus, souvent Nord-Sud, se déplaçant d'Est en Ouest dans la mousson africaine. * Taille : 500 à 1000 km de long, durée de vie 12 à 36 heures. * Jusqu'à 80% de la pluviométrie annuelle au Sahel. * Cycle de vie en 4 phases : Formation, Intensification, Maturité (zone stratiforme par derrière les cellules convectives), Dissipation. * Structure : * Zone convective (dizaines de km) : courants ascendants inclinés, downdrafts (précipitations, force de pression) alimentant la poche d'air froid et le front de rafales. * Zone stratiforme (centaines de km) : s'étend à l'arrière, alimente la partie convective en courants descendants, précipitations stratiformes. * Phénomènes dangereux : * Baisse de température, hausse de pression, fortes pluies. * Vents violents du front de rafales (changements brusques de direction/vitesse). * Rafales descendantes (downburst) : microburst (< 4km), macroburst (> 4km). Très dangereux pour l'aéronautique (cisaillements de vent). * Orages, givrage, turbulence.

D. Ondes d'Est

* Perturbations d'échelle synoptique (longueur d'onde 2000-5000 km, période > 2 jours). Se déplacent d'Est en Ouest. * Difficiles à détecter sans les lignes de flux. * Observées dans la plupart des régions tropicales (Afrique de l'Ouest, Caraïbes, Pacifique). * Ondes d'Est Africaines (AEW) : entre surface et 500 hPa. * Période 3 à 5 jours : les plus étudiées, max intensité vers 15°W, longueurs d'onde 4500-5000 km. * Période 6 à 9 jours : moins fréquentes, sur le flanc Nord du Jet d'Est Africain (AEJ), longueurs d'onde 5000-5500 km. Ne sont pas toujours associées à la convection. * Max de précipitations à l'Ouest du thalweg (convergence en basse troposphère, divergence en haute troposphère).

E. Cyclones Tropicaux

* Perturbation atmosphérique synoptique sans système frontal, avec convection organisée et circulation cyclonique du vent de surface. * Œil au centre (calme apparent, minimum de pression, diam. 8-200 km, subsidence). * Mur de l'œil (ceinture de Cumulonimbus, 10-50 km de large, incliné vers l'arrière en altitude). * Bandes spirales (bandes convectives convergeant vers le mur de l'œil). * "Dépression à cœur chaud" : température plus élevée au centre. * Machine thermique : extrait chaleur latente de l'océan, transforme en chaleur sensible, produit énergie cinétique. * Échelle de : 20 à 40 km (circulation équilibrée à méso-échelle via l'équilibre du vent de gradient et cyclostrophique). * Déplacement : Ouest ou Nord-Ouest (HN), Ouest ou Sud-Ouest (HS, sauf Pacifique Sud pour Est/Sud-Est). * Évolution : Perturbation tropicale Dépression Tropicale (< 63 km/h) Tempête Tropicale (63-117 km/h) Cyclone Tropical (>= 118 km/h). * Échelle de Saffir-Simpson : classe les cyclones par vitesse de vent, pression et dégâts (Catégories 1 à 5). * Conditions favorables : * TSM > 26.5°C sur 50m de profondeur. * Atmosphère convectivement instable, humidité élevée (basse/moyenne troposphère). * Perturbation initiale, force de Coriolis suffisante (>2.5° de l'équateur). * Tourbillon relatif cyclonique, convergence en basses couches. * Flux divergent en haute troposphère, cisaillement vertical faible. * Présence d'un thalweg d'altitude. * Dissipation : eaux froides, auto-refroidissement, cisaillement de vent fort, dorsale d'altitude, arrivée sur terre. * Dangers : vents violents, fortes précipitations, houle cyclonique, onde de tempête (surcote).

VIII. Météorologie Tropicale en Afrique

* L'Afrique est presque entièrement en zone tropicale (entre 35°N et 35°S). * Éléments clés : Mousson, FIT, Jets d'Est, ZCIT, ondes d'Est, anticyclones, SHL.

A. Anticyclones Subtropicaux

* Anticyclone des Açores (HN, Atlantique) : permanent, dynamique, se décale E-O et N-S saisonnièrement. * Anticyclone de Libye (HN, continental) : thermique, remplace par dépression en été boréal. Génère l'Harmattan. * Anticyclone de Sainte-Hélène (HS, Atlantique Sud) : dynamique, faible variation, s'étend sur le Golfe de Guinée en hiver austral. * Anticyclone des Mascareignes (HS, Océan Indien) : fortes variations saisonnières, fusionne avec Sainte-Hélène en hiver austral.

B. Mousson de l'Afrique de l'Ouest (MAO)

* Réponse dynamique aux différentiels énergétiques océan-continent. * Corrélée au déplacement saisonnier de la ZCIT. * Influencée par l'orographie et la nature des sols. * Peut être influencée par la Cellule de Walker ("mousson transverse"). * Dépression Thermique Saharienne (SHL) : Nord du FIT, très chaude et sèche, convection sèche, limitée en hauteur par la subsidence de Hadley. * FIT en Afrique de l'Ouest : limite entre flux humide du Golfe de Guinée et air sec du Sahara. Critères de traçage : convergence des vents à 10m la nuit, isoligne (point de rosée) le jour. Migre avec le soleil (décalage de 6-8 semaines). * Zones associées au FIT (quand à sa position maximale Nord en J-A) : * Zone A (Nord FIT) : régime d'Harmattan, sec, lithométéores (brume de poussière), ciel clair. * Zone B (Sud immédiat du FIT) : mousson peu épaisse (< 1300m), air humide surmonté par Harmattan sec, orages isolés. * Zone C (Sud Zone B) : mousson maximale. * C1 : flux convergent, convection intense (lignes de grains). * C2 : flux confluent, très épais (> 3000m), pluies abondantes et continues. * Zone D (Sud Zone C2) : divergence de l'Anticyclone de Sainte-Hélène, peu nuageux (Stratocumulus), bruine, brume humide (petite saison sèche).

C. Jets d'Est

* Jet d'Est Africain (AEJ) : moyenne troposphère (600-700 hPa), s'étend sur 10000 km. Origine thermique (gradient trans-équatorial de température Sahara-Golfe de Guinée). Remonte vers 13-15°N en plein été. * Jet d'Est Tropical (TEJ) : haute troposphère (100-200 hPa), vers 10°N en Afrique de l'Ouest (Juin-Septembre). Alimenté par la mousson indienne (Cellule de Walker) et la libération de chaleur latente. Zone entre AEJ et TEJ = zone de convection profonde.

D. Mousson Asiatique

* Englobe moussons indienne et Sud-Est asiatique. * Mousson d'été : plus intense, étendues, précipitations record (Cherrapundji : 5000 mm en J-A). * Jet des Somalies (Jet de Findlater) : basses couches (850-900 hPa) sur l'Océan Indien (30°S à Inde). Responsable de l'upwelling côtier. Fortes tensions de vent. * Le Near Equatorial Trough (NET) : thalweg d'axe zonal près de l'équateur sur l'océan Indien.

IX. Instabilité Convective

* CIN (Convective INhibition) : énergie à fournir pour atteindre le niveau de convection libre (LFC). Barrière énergétique. * Forçages internes (ondes de gravité, relief) ou externes (convergence à grande échelle). * Plus la CIN est élevée, plus la convection est virulente une fois initiée. * CAPE (Convective Available Potential Energy) : capacité d'une masse d'air à produire du travail de flottabilité positive entre LFC et LNB (niveau de flottabilité neutre). * Mesure de l'instabilité, mais insuffisante seule pour prévoir la convection (ne prend pas en compte cisaillement de vent, forçages, etc.).

X. Tempêtes de Sable et Poussière

* Particules de poussière ou de sable soulevées par vent fort, réduisant la visibilité (< 1 km). * Murs de poussière/sable : accompagnent souvent des Cumulonimbus, peuvent être gigantesques. * Cycle diurne difficile à prévoir, dépend de la turbulence : * Pic de risque en fin d'après-midi. * Chute du risque nuit (inversion de température), mais la tempête peut persister si vent soutenu ou poussières très en altitude. * Trajectoires régies par dépressions et anticyclones (ex: Sahara, Moyen-Orient, Mongolie). * Haboobs : puissantes rafales (18-25 m/s) associées aux systèmes convectifs violents (lignes de grains). Impressionnantes, ressemblent à des murs, durent environ 3 heures. * Vortex de méso-échelle : se forment le long du FIT, associés à la convergence en basses couches et cisaillement, peuvent générer tempêtes de sable.

Météorologie Tropicale : Caractéristiques, Circulation et Perturbations

La météorologie tropicale est une branche des sciences de la Terre axée sur l'étude des phénomènes atmosphériques qui se manifestent dans les régions tropicales. Elle se distingue de la météorologie des latitudes moyennes et polaires par son domaine géographique et sa dynamique interne spécifique, laquelle est fortement influencée par la position des ceintures anticycloniques subtropicales.

Chapitre I : Spécificités de la Météorologie Tropicale

Domaine Géographique et Climatologique

Géographiquement, la zone intertropicale est délimitée par le Tropique du Cancer () et le Tropique du Capricorne (), où les rayons solaires peuvent être perpendiculaires à la surface. Cependant, en météorologie, le domaine tropical est étendu entre les latitudes et . Cette extension est essentielle car elle inclut les ceintures de hautes pressions (anticyclones subtropicaux) situées autour de ces latitudes, qui jouent un rôle crucial dans la circulation générale, en particulier la circulation méridienne. Cette bande latitudinale de degrés représente la moitié de la surface du globe.

Influence des Facteurs Géographiques

Les caractéristiques géographiques telles que les surfaces terrestres et océaniques, les reliefs et la végétation ont une influence significative sur les paramètres atmosphériques.

• Hémisphère Nord : Tendance continentale.
• Hémisphère Sud : Tendance océanique.

Les surfaces terrestres représentent seulement 20% des régions tropicales, ce qui est inférieur à la moyenne générale de . Cela signifie que la région tropicale est majoritairement océanique.

Reliefs Importants

• Orientés Nord-Sud : Est de l'Afrique, Cordillère des Andes.
• Orientés Est-Ouest : Chaîne Himalayenne.
• Hauts plateaux : Jos (Nigéria), Tibet, Afrique du Sud, Mexique.
• Reliefs isolés : Fouta-Djalon (Guinée), Adrar des Ifoghas (Mali), Aïr (Niger), Mont Cameroun, Tibesti (Tchad), Nouvelle-Calédonie.
• Déserts : Sahara, Kalahari, Australie, Asie, Amérique du Nord.

Végétation

Les étendues végétales influencent fortement les climats locaux :

• Grandes forêts équatoriales : Amazonie (), forêt du bassin du Congo ().
• Forêt de la Haute Guinée : De la Guinée au Nigéria.
• Grandes savanes : Notamment en Afrique.

Influences Océaniques

Les océans couvrent des régions tropicales, soulignant le caractère maritime de cette météorologie. Cela entraîne une tension de vapeur d'eau généralement élevée. Les échanges océan-atmosphère génèrent des phénomènes extrêmes tels que les cyclones et El Niño.

• Upwellings : Remontées d'eaux froides, typiques de l'Est des océans en zone tropicale, associées à des rivages secs ou des déserts (ex: courant de Benguela pour le désert du Kalahari, courant des Canaries pour le Sahara).
• Courants chauds importants :
  • Hémisphère Nord : Kuroshivo (Japon), Gulf Stream (Amérique du Nord).
  • Hémisphère Sud : Courants des Aiguilles (entre Madagascar et l'Afrique du Sud), du Brésil, des Caraïbes.
• Courants froids importants :
  • Hémisphère Nord : Californie, Canaries.
  • Hémisphère Sud : Benguela (Namibie), Humboldt (Chili/Pérou).
  Ces courants froids expliquent l'absence de cyclones dans certains bassins océaniques (ex: Atlantique Sud, Pacifique Sud-Est).

Spécificités Météorologiques

1. Variations diurnes vs. annuelles de température : Les variations diurnes sont dix fois supérieures aux variations annuelles aux tropiques (contrairement aux régions tempérées). Ce phénomène est crucial pour la prévision des phénomènes convectifs.
2. Bilan énergétique : Il est excédentaire en surface et déficitaire au sommet de l'atmosphère, entraînant des circulations méridiennes (Cellule de Hadley) et des gyres subtropicales océaniques.
3. Déséquilibre radiatif équatorial : La redistribution de l'excédent d'énergie s'effectue par des mouvements verticaux de grande échelle, donnant naissance à la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT).
4. Faible Force de Coriolis :
   • L'atmosphère est quasi-barotrope.
   • Les gradients horizontaux de température, pression et géopotentiel sont dix fois plus faibles qu'aux moyennes latitudes.
   • L'équilibre géostrophique est moins vérifié près de l'équateur () car la force de Coriolis () est faible, voire nulle à l'équateur. Cela favorise les flux divergents.
   • Exception notable : Les cyclones tropicaux, qui présentent une forte composante rotationnelle malgré la faiblesse de .

Les études en météorologie tropicale sont un domaine de recherche continue, confronté aux défis posés par le manque de données d'observation dans les vastes zones désertiques et forestières.

Chapitre II : Les Échelles en Météorologie Tropicale

La classification des phénomènes météorologiques par taille et durée, courante aux latitudes tempérées, ne s'applique pas directement aux régions tropicales en raison de la faiblesse et de la variation rapide de la force de Coriolis avec la latitude. Pour cette raison, le diagramme de Ooyama a été développé.

Rayon de Déformation de l'Atmosphère ()

Le paramètre clé pour comprendre les échelles en météorologie tropicale est le rayon de déformation de l'atmosphère (). Il représente la taille d'un système météorologique pour laquelle un équilibre s'établit entre la force de Coriolis et la force de pression.

Sa formule est : Une approximation au premier ordre est :

• : Fréquence de Brunt-Vaïsälä (pulsation des ondes de gravité, indicateur de stabilité verticale).
• : Pulsation des ondes d'inertie (indicateur de stabilité horizontale).
• : Hauteur équivalente d'une atmosphère barotrope ().
• : Vitesse du vent ().
• : Distance radiale depuis le centre de la perturbation.
• : Paramètre de Coriolis ( à de latitude, à ).
• : Tourbillon relatif de l'environnement (similaire à ).

Le rayon de déformation varie fortement avec la latitude :

• Aux moyennes latitudes (vers ) : .
• Vers de latitude : .
• Vers de latitude : .
• À l'équateur : , donc tend vers l'infini, signifiant que l'équilibre géostrophique n'est jamais atteint (sauf en présence de tourbillon relatif significatif).

Diagramme de Ooyamma

Ce diagramme classe les systèmes météorologiques selon la relation entre leur dimension horizontale () et le rayon de déformation de l'atmosphère ().

1. Systèmes en équilibre géostrophique (L ≥ ) :
   • La taille horizontale est égale ou supérieure à .
   • Convection organisée par la circulation rotationnelle (ex: dépression tropicale avec convection s'enroulant vers le centre).
   • Taille : quelques centaines de km aux moyennes latitudes, quelques milliers vers et quelques dizaines de milliers vers .
2. Systèmes de méso-échelle (L < ) :
   • La taille horizontale est inférieure à . L'équilibre géostrophique n'est pas vérifié, la force de pression est supérieure à la force de Coriolis.
   • La convection est organisée par la circulation divergente (ex: lignes de grains tropicales, cellule de Walker).
   • Atteignent des dimensions plus importantes aux tropiques (plusieurs milliers de km) qu'aux moyennes latitudes (quelques centaines de km).
   • Les mouvements verticaux sont généralement hydrostatiques si .
3. Systèmes d'échelle aérologique :
   • Dimension horizontale inférieure à .
   • Mouvements verticaux non hydrostatiques.
   • Convection isolée : difficilement prévisible car ne vérifiant ni l'équilibre hydrostatique, ni l'équilibre géostrophique.

Cas particulier des cyclones tropicaux : Ce sont des systèmes de méso-échelle avec un très petit rayon de déformation () en raison de leur tourbillon relatif très élevé. Le rayon de déformation peut changer radicalement en peu de temps lors de leur développement.

Chapitre III : Bilan Énergétique

Le soleil est la principale source d'énergie pour le système Terre-Atmosphère. L'étude des bilans énergétiques est cruciale pour comprendre les mouvements atmosphériques et océaniques résultant des déséquilibres.

Concepts Fondamentaux

• Albédo () : Rapport entre le flux réfléchi et le flux solaire incident.
  • Déserts :
  • Forêts équatoriales :
  • Surfaces enneigées :
  • Système Terre-Atmosphère (albédo planétaire) : (signifiant du rayonnement solaire est réfléchi, absorbé).
• Coefficient d'absorption () : Rapport entre le flux absorbé et le flux solaire incident. On a . Pour un corps noir, et .
• Diffusion du rayonnement solaire :
  • Rayleigh : Par molécules (), pour longueurs d'onde supérieures (couleurs bleues du ciel).
  • Mie : Par particules de taille similaire à la longueur d'onde (), plus complexe.
  • Optique géométrique : Par grandes particules (photométéores comme l'arc-en-ciel).
• Absorption du rayonnement solaire :
  • Ultraviolet : Absorbé par ozone, oxygène, azote.
  • Visible : Peu absorbé par ciel clair, atteint la surface.
  • Infrarouge : Absorbé par gaz à effet de serre (vapeur d'eau, , méthane, CFC).

Rayonnement Solaire et Terrestre

• Constante solaire () : Énergie incidente moyenne de . L'énergie moyenne disponible sur le globe par unité de surface est soit .
• Flux solaire absorbé () : Dépend de l'angle d'incidence .

  Il est maximal à l'équateur () et minimal aux pôles ().

• Flux infrarouge sortant () : Varie entre et , dépendant de la température (loi de Stefan-Boltzmann) et de l'humidité. Maximal dans les régions subtropicales sèches.

Bilan Radiatif Net

• Système Terre-Atmosphère : .
  • Positif dans la zone tropicale (max sur les océans équatoriaux).
  • Négatif aux hautes latitudes et sur les déserts (à cause de l'albédo et des poussières).
• Mouvements atmosphériques et océaniques : Ces déséquilibres latitudinaux sont le moteur des circulations atmosphériques et océaniques planétaires.

Bilan Énergétique de Surface

• Flux de chaleur sensible () : Échangé par turbulence à l'interface surface/atmosphère. Dépend de la vitesse du vent et du gradient vertical de température.
  • Négatif (perte d'énergie pour la surface) sur les déserts (), forêts équatoriales, océans tropicaux.
  • Positif (gain d'énergie) dans les zones d'upwelling côtier ().
• Flux de chaleur latente () : Échangé par évaporation (85%) et évapotranspiration (15%). Dépend de la vitesse du vent et du gradient vertical d'humidité.

  Plus important au-dessus des océans () que sur les continents ().

• Flux solaire absorbé en surface : Positif toute l'année, maximal sur les océans tropicaux () et minimal aux pôles ().
• Rayonnement tellurique () : Flux infrarouge émis par la surface.
  • Moyenne annuelle : sur océans tropicaux ; sur déserts ; sur forêts équatoriales (effet de serre).
• Bilan radiatif en surface () :

  Globalement excédentaire ( en moyenne globale), grâce aux gaz à effet de serre. La surface est la « source chaude » du système Terre-Atmosphère.

Bilan Énergétique de l'Atmosphère

Le bilan radiatif de l'atmosphère est la différence entre le flux net du système Terre-Atmosphère () et le flux net en surface (). Il est négatif à toutes les latitudes (), faisant de l'atmosphère la « source froide » du système.

Transport d'Énergie et Convection

La convection permet de transporter l'énergie des zones excédentaires (surface) vers les zones moins excédentaires (sommet de l'atmosphère). Ces mouvements verticaux donnent naissance à la ZCIT et à la Zone de Convergence du Pacifique Sud (ZCPS). Les flux de chaleur sensible et latente transportent l'énergie jusqu'à la moyenne troposphère, relayés ensuite par les ascendances des cumulonimbus.

Le transport méridien d'énergie à grande échelle (par océans, circulation atmosphérique moyenne et perturbations transitoires) vise à équilibrer les déséquilibres énergétiques entre les tropiques (excédentaires) et le reste du globe (déficitaire).

Chapitre IV : Circulation Générale

La circulation générale représente l'ensemble des mouvements atmosphériques planétaires qui redistribuent l'énergie. Elle est causée par des facteurs thermiques et mécaniques, cherchant un équilibre des fluides atmosphériques.

La Cellule de Hadley

Théorisée par George Hadley en 1735, elle est caractérisée par :

• Une branche ascendante à l'équateur (air chaud, humide, léger).
• Une branche subsidente vers et , expliquant la formation des anticyclones subtropicaux.
• Deux cellules, une par hémisphère, qui transportent l'énergie potentielle de l'équateur vers de latitude (haute troposphère) et importent chaleur sensible et latente grâce aux alizés (basse troposphère).

Variations saisonnières : Les cellules de Hadley varient en taille et intensité selon les saisons, suivant les anticyclones subtropicaux. La cellule de l'hémisphère d'hiver est plus développée.

Rôle dynamique : Les cellules de Hadley sont essentielles au maintien du moment cinétique du système Terre-Atmosphère. En haute troposphère, elles alimentent le Jet d'Ouest Subtropical (JOST) vers de latitude. L'intensité du JOST est corrélée à la force de la cellule de Hadley.

La Cellule de Walker

Décrite d'abord par Bjerknes en 1969, elle est une circulation zonale verticale le long de l'océan Pacifique équatorial, expliquant l'Oscillation Australe. Flohn (1971) a proposé l'existence de quatre cellules de Walker principales :

• Pacifique
• Atlantique
• Afrique
• Inde

Caractéristiques :

• Zones d'ascendances : Sur l'Amazonie, l'Afrique, l'Indonésie (pôles de convection profonde).
• Zones de subsidence : Sur les flancs Est des océans Atlantique et Pacifique, et Ouest de l'océan Indien. Associées à des alizés en basses couches et à une forte nébulosité de nuages stratiformes (atténuant le réchauffement des eaux froides d'upwelling).

Les cellules de Walker se situent perpendiculairement à la circulation de Hadley. Elles sont fortement influencées par El Niño, devenant moins zonales et renforçant la circulation méridienne de Hadley pendant ces événements, ce qui facilite les interactions entre tropiques et moyennes latitudes.

Chapitre V : Modèles de Champ de Pression de Morth et Johnson

Ce chapitre n'est pas détaillé dans les documents fournis, mais il se concentre probablement sur des modèles spécifiques de champ de pression adaptés aux particularités des régions tropicales, en tenant compte de la faible force de Coriolis et des gradients de pression réduits. Ces modèles sont cruciaux pour la prévision météorologique et l'étude des systèmes tropicaux.

Chapitre VI : Équateur Météorologique

L'Équateur Météorologique (EM), la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT) et le Front Intertropical (FIT) sont des concepts clés pour désigner la convergence des masses d'air tropicales.

Définitions Clés

• Équateur Météorologique (EM) : Zone de confluence des alizés des deux hémisphères. Il définit une barrière énergétique entre les hémisphères météorologiques.
• Front Intertropical (FIT) : Zone de convergence en basses couches entre le flux d'Harmattan (sec) et le flux de mousson (humide). Ce n'est pas un front au sens strict. Les Anglo-Saxons parlent d'ITD (InterTropical Discontinuity). En Afrique de l'Ouest, les météorologues francophones appellent l'EM le FIT.
• Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT) : Zone de convections profondes correspondant aux ascendances maximales, ceinturant le globe, elle représente la limite entre les cellules de Hadley. La ZCIT est généralement située au Sud du FIT (parfois à plus de ) mais peut coïncider avec l'EM sur l'océan.

Alizés et Moussons

• Alizés : Vents dirigés des anticyclones subtropicaux vers les basses pressions équatoriales. Soufflent du Nord-Est au Sud-Ouest dans l'hémisphère Nord, et du Sud-Est au Nord-Ouest dans l'hémisphère Sud.
• Harmattan : Alizé sec et chaud (jour)/froid (nuit) venant du Sahara, particulièrement fort en hiver boréal en Afrique de l'Ouest.
• Mousson : Alizé originaire d'un hémisphère qui traverse l'équateur pour s'intégrer à la circulation de l'autre hémisphère, déviant sous l'effet de Coriolis.
  • Mousson d'été : Origine océanique, apporte la pluie.
  • Mousson d'hiver : Origine continentale, généralement sèche.

Migrations de l'Équateur Météorologique (EM)

1. Migrations diurnes :
   • Moins importantes sur l'océan (faible contraste des alizés).
   • Importantes sur les continents en raison des propriétés thermodynamiques différentes des alizés (Harmattan sec vs. Mousson humide). L'air froid chasse le FIT la nuit (vers le Sud), tandis que le réchauffement diurne pousse le FIT vers le Nord.
2. Migrations de moyennes amplitudes : Liées aux variations des centres d'action.
   • Renforcement de l'Anticyclone des Açores ou de Libye : FIT migre vers le Sud.
   • Creusement de la Dépression Saharienne ou renforcement de l'Anticyclone de Sainte-Hélène : FIT migre vers le Nord.
3. Migrations annuelles : La plus notable, suivant le mouvement apparent du soleil avec un retard de 8 semaines dû à l'inertie du système Terre-Océan-Atmosphère. Plus importante sur continent.

Chapitre VII : Interaction entre Zone Tropicale et Zone Tempérée

Les interactions entre les tropiques et les moyennes latitudes se produisent en permanence, mais leur intensité et mécanismes varient selon la saison et les échelles spatio-temporelles.

Mécanismes d'Interaction

• JOST (Jet d'Ouest Subtropical) : S'intensifie et se rapproche de l'Équateur en hiver, facilitant les échanges.
• RWB (Rossby Wave Breaking) : Déferlement des ondes de Rossby, intrusion d'air stratosphérique des moyennes latitudes dans la troposphère tropicale, plus fréquent en été au milieu des océans tropicaux.
• Échelles spatio-temporelles : De l'interannuel (ENSO), saisonnier (moussons), intra-saisonnier (MJO), à synoptique.
• Téléconnexions : Relations statistiques entre des régions éloignées, via des échanges d'énergie. Une variation du chauffage tropical (comme ENSO) peut modifier la circulation atmosphérique à distance.

Impacts des Perturbations des Latitudes Moyennes sur les Tropiques

• En hiver :
  • Les fronts froids et dépressions extra-tropicales peuvent atteindre les basses latitudes ( de latitude).
  • La partie frontale active se dissipe souvent en "pseudo-front froid" près de l'équateur.
  • Ces intrusions peuvent affaiblir l'Harmattan, faire remonter le FIT, augmenter les températures et renforcer la convection au Sud (ex: "pluies des mangues" en Afrique de l'Ouest).
  • Les thalwegs d'altitude peuvent interagir avec la ZCIT, la renforçant (sauf si associée à de l'air sec) et générant des ondulations en "V inversé" dans le flux d'alizés.
• Exemple de cyclone tropical remontant vers les latitudes moyennes : Le cyclone Faith en 1966.

Impacts des Tropiques sur les Latitudes Moyennes

• El Niño : Les années El Niño facilitent les échanges entre tropiques et moyennes latitudes.
  • Faible cisaillement du vent en haute troposphère sur le Pacifique central, permettant aux ondes de Rossby de se propager vers les pôles.
  • Impacts climatiques globaux, modifiant la circulation des moyennes latitudes.
  • La circulation de Walker est moins zonale, renforçant la circulation de Hadley.

Chapitre VIII : Les Perturbations de la Zone Tropicale

En météorologie, une perturbation est une modification locale d'un état stable de l'atmosphère, souvent associée à du mauvais temps. Aux tropiques, la plupart des perturbations sont liées à la convection.

Types de Convection

• Convection libre (naturelle) : Générée par l'advection d'air sur une surface plus chaude.
• Convection forcée : Due à des facteurs mécaniques (ex: vent sur relief).
• Convection laminaire : Mouvements ascendants et descendants structurés (régime de Rayleigh-Bénard).
• Convection turbulente : Mouvements complexes et désordonnés (grande différence de température).
• Convection profonde : Intéresse toute l'épaisseur de la troposphère (orages).
• Convection peu profonde : Limitée à une tranche de la troposphère.
• Convection sèche : Air non saturé.
• Convection humide : Refroidissement adiabatique entraîne saturation et condensation (formation de cumulonimbus).

Les Cellules Convectives

Les cellules convectives sont les briques élémentaires des systèmes convectifs.

1. Cellule ordinaire (isolée) :
   • Cycle de vie court () en environnement de faible cisaillement de vent.
   • Phases : développement, maturité (pluie, courant descendant, enclume), dissipation.
   • Précipitations intenses mais brèves.
2. Système multicellulaire :
   • Plusieurs cellules coexistent à différents stades.
   • Nouvelles cellules apparaissent en aval du cisaillement vertical du vent, tandis que les anciennes se dissipent.
3. Orage supercellulaire :
   • Cisaillement vertical de vent fort et rotationnel.
   • Grande extension horizontale (), longue durée de vie (plusieurs heures).
   • Ascendances intenses (jusqu'à ).
   • Responsable des phénomènes les plus violents : grêle géante, rafales, tornades. Rare en zone tropicale.

Systèmes Convectifs de Méso-Échelle (MCS)

Les MCS (clusters) sont des ensembles d'orages organisés produisant une zone continue de précipitations sur ou plus. Leur taille peut atteindre en zone intertropicale.

• Caractéristiques : Longue durée de vie (, parfois ), groupes de cellules orageuses avec zones de précipitations convectives et stratiformes, sommets de nuages très élevés.
• MCC (Mesoscale Convective Complex) : Les plus grands MCS, durée de vie moyenne .
• Dynamique : Complexe, avec interactions entre précipitations convectives et stratiformes. Jouent un rôle clé entre convection et circulation à grande échelle.

Lignes de Grains

Des MCS ou MCC caractérisés par un alignement de cumulonimbus, majoritairement Nord-Sud, se déplaçant d'Est en Ouest en Afrique. Tailles de de long, durée de vie .

• Importance : Apportent de la pluviométrie annuelle au Sahel.
• Cycle de vie : Formation, intensification (fusion des cellules, nouvelles cellules à l'avant), maturité (zone stratiforme à l'arrière), dissipation.
• Structure :
  • Zone convective (quelques dizaines de km) : Courants ascendants inclinés, courants descendants (downdrafts) alimentant la poche d'air froid et le front de rafales.
  • Zone stratiforme (quelques centaines de km) : Située à l'arrière, contient des cellules en dissipation et contribue autant à la pluviométrie que la zone convective.
• Phénomènes dangereux : Baisse de température, hausse de pression, fortes pluies (inondations), vents violents (front de rafales, microbursts/macrobursts), tempêtes de sable ("haboobs"), orages, givrage, turbulence.

Ondes d'Est

Perturbations d'échelle synoptique (longueur d'onde , période ) se déplaçant d'Est en Ouest, caractérisées par des ondulations dans le champ de vent en basse ou moyenne troposphère. Difficiles à repérer par tourbillon relatif.

Ondes d'Est Africaines (AEW)

• Période : Les plus étudiées et actives. Longueur d'onde de (Sud de l'AEJ) ou (Nord de l'AEJ). Maximum d'amplitude vers ou .
• Période : Moins fréquentes, sur le flanc Nord de l'AEJ (). Longueur d'onde . Moins souvent associées à de la convection.

Les ondes d'Est sont essentielles pour la mousson de l'Afrique de l'Ouest, souvent associées à la convection et peuvent générer ou impacter les MCS.

Cyclones Tropicaux

Perturbations atmosphériques d'échelle synoptique, sans système frontal, avec convection organisée et circulation cyclonique du vent de surface. Se forment sur les eaux tropicales ou subtropicales (T > sur de profondeur).

• Nomenclature : Typhons, ouragans selon les régions.
• Structure :
  • Œil : Centre de calme apparent, sans nuages, vent faible, pas de précipitations. Siège d'une subsidence de quelques dizaines de . Diamètre .
  • Mur de l'œil : Ceinture de cumulonimbus intenses, inclinée vers l'arrière du cyclone.
  • Bandes spirales : Bandes convectives convergeant en s'enroulant vers le mur de l'œil.
• Évolution : Perturbation tropicale → Dépression Tropicale () → Tempête Tropicale () → Cyclone Tropical ().
• Classification : Échelle de Saffir-Simpson (vent, pression, dégâts).
• Conditions de formation : Température océanique élevée, atmosphère convectivement instable, forte humidité, perturbation initiale, force de Coriolis suffisante ( de l'équateur), tourbillon cyclonique, flux divergent en haute troposphère, faible cisaillement vertical du vent.
• Affaiblissement / Dissipation : Passage sur eaux froides, auto-refroidissement de l'océan, cisaillement de vent fort, rencontre d'une dorsale d'altitude, arrivée sur terre.
• Phénomènes dangereux : Vents violents, fortes précipitations (inondations), houle cyclonique, onde de tempête (surcote).

Chapitre IX : Météorologie Tropicale en Afrique

L'Afrique, majoritairement en zone tropicale, présente des particularités météorologiques marquées par la mousson, le FIT, les jets d'Est, la ZCIT et les ondes d'Est.

Anticyclones Subtropicaux

Quatre anticyclones majeurs influencent l'Afrique, se décalant vers l'Ouest et l'équateur en altitude.

• Anticyclone des Açores (NH) : Dynamique et permanent, plus développé en hiver boréal, fusionne parfois avec celui de Libye.
• Anticyclone de Sainte-Hélène (SH) : Dynamique, faible variation méridienne, étend son influence jusqu'au Golfe de Guinée en hiver austral.
• Anticyclone des Mascareignes (SH) : Situé sur l'océan Indien, fortes variations saisonnières, fusionne avec Sainte-Hélène en hiver austral.
• Anticyclone de Libye (NH) : Thermique, permanent en altitude mais remplacé par une dépression thermique en surface en été boréal, générateur de l'Harmattan.

Mousson de l'Afrique de l'Ouest (MAO)

Réponse dynamique de l'atmosphère au différentiel énergétique océan-continent. Caractérisée par de faibles latitudes, absence de reliefs importants. La période de mousson suit le déplacement saisonnier de la ZCIT.

• Éléments clés en été boréal : Dépression thermique Saharienne (SHL), FIT, Jet d'Est Africain (AEJ), Jet d'Est Tropical (TEJ), ZCIT.
• Dépression thermique Saharienne (SHL) : Région très chaude et sèche au Nord du FIT, siège de convection sèche. Sa profondeur est limitée par la subsidence de la cellule de Hadley.
• FIT en Afrique de l'Ouest : Limite entre l'air humide du Golfe de Guinée et l'air sec du Sahara. Migration saisonnière : Sud en hiver boréal (), Nord en été boréal ().
• Zones associées au FIT :
  • Zone A (Nord du FIT) : Régime d'Harmattan, climat saharien sec, brume de poussière/sable.
  • Zone B (Immédiatement au Sud du FIT) : Épaisseur de mousson , air humide surmonté par Harmattan sec, orages isolés.
  • Zone C (Sud de la zone B) : Zone la plus humide.
    • C1 : Flux de mousson convergent (), convection intense (lignes de grains, amas nuageux).
    • C2 : Flux de mousson confluent et très épais (), pluies abondantes et continues ("pluies de mousson").
  • Zone D (Sud de la zone C2) : Influence de l'Anticyclone de Sainte-Hélène, nuages stratocumulus/stratus, bruine, brume humide, brouillard (petite saison sèche).

Jets d'Est Africains (AEJ et TEJ)

• Jet d'Est Africain (AEJ) : Jet de moyenne troposphère (), s'étendant sur . Origine thermique : gradient trans-équatorial de température (Sahara chaud vs. Golfe de Guinée froid). Remonte vers en été.
• Jet d'Est Tropical (TEJ) : Jet de haute troposphère (), positionné vers sur l'Afrique de l'Ouest. Alimenté par la mousson indienne (Cellule de Walker) et le chauffage du Sahara. Les zones d'accélération du TEJ favorisent la divergence en haute troposphère, contribuant à l'organisation de la convection.

La bande latitudinale entre l'AEJ et le TEJ est la zone de convection profonde (Zone C1 du FIT).

ZCIT et Convection en Afrique de l'Ouest

La ZCIT n'est pas toujours alignée avec le FIT en été. Due à l'Inhibition Convective (CIN) du Sahara, elle se situe plus au Sud, vers , où la Cape (Convective Available Potential Energy) est maximale. La majorité des pluies en Afrique de l'Ouest proviennent des MCS, souvent associés aux ondes d'Est africaines. Ces MCS se déplacent d'Est en Ouest.

Météorologie de l'Afrique Centrale

Caractérisée par une zone continentale autour de l'équateur, et l'influence des anticyclones de Sainte-Hélène et des Mascareignes.

• En été boréal : L'EM est dans l'hémisphère Nord. Confluence de vents des anticyclones de Sainte-Hélène et des Mascareignes, formant la discontinuité secondaire (Congo Air Boundary - CAB), siège d'instabilité pluvio-orageuse.
• En hiver boréal : La confluence des alizés forme une branche méridienne de l'EM (entre les anticyclones de Sainte-Hélène et d'Arabie). La CAB est présente plus au Sud.

Mousson Asiatique

Englobe la mousson indienne et du Sud-Est de l'Asie, plus intense en été boréal, avec des pluviométries record (ex: Cherrapundji). Économiquement cruciale pour l'agriculture.

• Jet des Somalies (Jet de Findlater) : Jet de basses couches sur l'Ouest de l'océan Indien. Affecte les courants océaniques (upwelling côtier). Sa force est liée au chauffage différentiel inter-hémisphérique et aux reliefs côtiers est-africains. Il se charge en humidité sur les eaux chaudes de la mer d'Arabie et se divise en trois branches principales.
• NET (Near Equatorial Trough) : Thalweg d'axe zonal près de l'équateur sur l'océan Indien, influençant le flux de mousson indienne.

Énergie Convective : CIN et CAPE

• CIN (Convective INhibition) : Énergie nécessaire pour qu'une particule atteigne le niveau de convection libre (LFC). Représente une "barrière énergétique" au démarrage de la convection. Peut être surmontée par des forçages internes (ondes de gravité, relief) ou externes (convergence à grande échelle).
• CAPE (Convective Available Potential Energy) : Capacité d'une masse d'air à produire du travail de flottabilité positive entre LFC et LNB (Level of Neutral Buoyancy). Mesure l'instabilité, mais doit être utilisée avec d'autres facteurs (subsidence, cisaillement de vent, forçages).

Tempêtes de Poussière et de Sable

Soulevées par vents forts, elles réduisent la visibilité et sont composées de particules fines. Elles montrent une variabilité décennale liée au couvert végétal et sont anti-corrélées avec les précipitations.

• Formation : L'émission d'aérosols est un phénomène à seuil, déclenché lorsque la force de friction du vent dépasse les forces de liaison des particules au sol.
• Cycle diurne : Risque maximal en après-midi à cause du pic de turbulence. Persiste la nuit si le vent est soutenu ou si les poussières sont déjà en altitude.
• Transport : Propagées sur de longues distances par les vents, suivant les dépressions et anticyclones.
• Haboobs : Puissantes rafales de vent accompagnant les systèmes convectifs violents (lignes de grain), créant des murs de poussière impressionnants de d'épaisseur. Leur vitesse est d'environ .
• Vortex de méso-échelle : Associés au FIT, ils peuvent favoriser la formation de tempêtes de sable, bloquant les poussières en altitude sur de longues distances.

Ces différents aspects montrent la complexité et l'interdépendance des facteurs qui régissent la météorologie tropicale en Afrique et dans le monde.