La « Théorie du Front Polaire » classique – le « Modèle norvégien » classique
La théorie bien connue du front polaire d’après Bergeron, Bjerknes et Solberg décrit le développement de tourbillons de basse pression extratropicaux à l’échelle synoptique avec leurs fronts météorologiques « Front Froid », « Front Chaud » et « Front d’Occlusion » du stade d’onde précoce au stade de spirale d’Occlusion finale.
L’idée derrière ce chapitre n’est pas de présenter le contexte mathématique théorique complexe mais de décrire le processus qui est à la base de plusieurs Modèles conceptuels dans ce Manuel Satellite.
Figure 1: Quatre étapes de la théorie classique du front polaire
Une perturbation à petite échelle du flux d’air peut initier un processus de cyclogenèse qui commence par le développement d’un centre bas dans les couches basses de la troposphère. Par conséquent, l’air froid commence à se déplacer dans le sens inverse des aiguilles d’une montre contre l’air chaud et l’air chaud dans le sens inverse des aiguilles d’une montre contre l’air froid. L’air froid s’infiltre en dessous et soulève ainsi l’air chaud, l’air chaud remonte sur l’air froid. Cela conduit au développement de fronts météorologiques qui représentent des limites barocliniques. Les mouvements verticaux ascendants à ces limites sont responsables du développement de la nébulosité et de la condensation et de telles bandes nuageuses de « Front Froid » (CF) et de « Front Chaud » (WF) apparaissent. Entre les deux fronts, il y a l’air le plus chaud qui donne le nom de « Secteur chaud » (WS) à cette zone. Autour du centre bas, un renflement de nébulosité se développe. Cette étape de développement est appelée « Étape des vagues ».
La Théorie du Front Polaire affirme en outre que le Front Froid se déplace plus vite que le Front Chaud, ce qui conduit au fait que le Secteur Chaud devient de plus en plus étroit et que le renflement de nébulosité autour du centre bas devient plus grand et plus épais. C’est ce qu’on appelle un « Stade d’onde développé ».
En raison du mouvement plus rapide du front froid, l’air froid réduit l’air chaud en le soulevant et en augmentant la condensation.
À un stade ultérieur, l’air chaud soulevé, ainsi que la bande nuageuse connectée, commencent à se déplacer autour du centre bas formant une spirale nuageuse. C’est ce qu’on appelle le « Stade d’occlusion » avec un front occlus et sa bande nuageuse d’occlusion qui l’accompagne. Un développement ultérieur conduit à un « stade d’occlusion développé » avec une bande nuageuse d’occlusion qui peut spiraler plusieurs fois autour du centre bas.
Le modèle du Front polaire a été une percée fondamentale en météorologie – mais pendant ce temps, certaines faiblesses de la théorie sont apparues:
- Le mouvement plus rapide de l’air froid contre l’air chaud – tel que décrit par la théorie norvégienne – ne peut pas toujours être observé et expliqué de manière satisfaisante
- Le modèle des cyclones norvégiens a été dérivé uniquement des observations de surface, la dynamique de l’air supérieur n’est pas réfléchie de manière satisfaisante
- Les cyclones du front polaire classique sont plus fréquents sous les latitudes supérieures – où cette théorie a également été développée
Par conséquent, des théories alternatives comme la Théorie de Shapiro-Keyser pour le développement des nuages d’échelle synoptique des spirales autour des systèmes à basse pression ont été développées. Ils sont – comme les images satellites ont beaucoup contribué – mentionnés dans le CMS de ce Manuel Satellite.