Micrométéo

La Micrométéo traite de la météo à l’échelle locale soit quelques km. Pour ce qui nous concerne particulièrement: les variations du vent pour une stratégie lors d’une régate de quelques heures sur un parcours côtier.

Cela n’a rien à voir avec le routage d’un voilier qui traverse des systèmes météo (Dépression, Anticyclone..) : stratégie sur un océan pour quelques jours. 

Quelques éléments

Stabilité/instabilité verticale:

- Stabilité: une particule d’air est en équilibre à son niveau et elle tend à y revenir.
- Instabilité: une particule d’air tend à s’élever de son niveau, cela se traduit par des mouvements de brassage verticaux de l’atmosphère.
(Le tout à cause du volume qu’elle occupe dans son environnement, conséquence de la loi d’Archimède).

Dans la stabilité on retrouve des nuages en couche, un ciel dégagé, une situation Anticyclonique.

Dans l’instabilité on retrouve les nuages à développement verticaux gros cumulus, cumulonimbus, temps à grains, averses, rafales.

Pour tout compliquer tous les degrés existent entre la Stabilité et l’Instabilité mais cette notion est importante:

Frottement du vent sol/mer:

Le vent surface mer est (en moyenne40%) plus fort que le vent surface terre à cause de la différence de rugosité.

Force de Coriolis:

Due à la rotation de la terre, elle est faible mais dévie légèrement les mouvements de grande ampleur vers la droite dans l’hémisphère nord. Plus le vent est fort , plus il est dévié à droite. Soit environ 20° entre le vent surface terre et le vent surface mer, et 20° entre le vent surface mer et le vent en altitude:

Confluence:

Resserrement des lignes de vent qui provoque une accélération du flux (inverse : diffluence), un peu comme un tuyau d’arrosage que l’on pince, le flux d’eau s’accélère pour maintenir le débit:

L'échelle fine

Vent instantané:

Un enregistrement de vent se présente sous la forme suivante :

Le vent est constamment oscillant en force et en direction, et beaucoup + oscillant encore sous le vent d'une cote.

Le vent moyen mesurée par la météo est moyenné sur 10mn.

Le vent instantané est mesuré sur 0,5s.

Le facteur de rafale donnant le vent instantanée maxi (hors grain) est de 1,5 fois le vent moyen:

Structure verticale du vent:

Le vent se renforce toujours avec la hauteur mais de différentes façons.

Vent <5kt: très faible au niveau du pont, établie en haut de la voile => vrillage important.

Vent>5kt: s’établie sur toute la hauteur de la voile=> moins de vrillage.

En atmosphère stable: les basse couches restent au niveau de l’eau, elles sont donc davantage freinées, la différence de vent bas/haut de la voile est plus forte => plus de vrillage.

En atmosphère instable: le mélange s’opère, les particules montent et descendent, la différence de vent bas/haut de la voile est moins forte => moins de vrillage:

Effet de site

Il est d’autant plus marqué que le relief est important et l’atmosphère stable. les particules cherchent à rester au même niveau donc tendent à contourner le relief plutôt que de passer au dessus, ce qui provoque courbures, zones de confluence…

Effet de courbure du vent sur la trajectoire du voilier:

Le voilier qui tire à l’intérieur de la courbure bénéficie au près de l’adonnante et d’un renforcement du vent. Au portant il bénéficie de la refusante donc d’un vent apparent plus fort:

Effet de pointe ou de cap:

Le vent contourne la pointe et s’accélère à son passage.
Au près le voilier tire vers la pointe bénéficie de l’adonnante sur les 2 bords et du vent plus fort plus près de la pointe(courbure+confluence).
Au portant la trajectoire est la même un vent refusant crée plus de vent apparent et le vent est plus fort près de la pointe:

Effet venturi: vallée, estuaire, détroit, entre 2 reliefs

Le voilier tire au centre de la courbure au près comme au portant, le vent est canalisé et se renforce entre les reliefs (confluence):

Vent de terre canalisé par la vallée: direction et renforcement dans l’axe de la vallée:

Effet de baie:

Le vent entre dans la baie (diffluence): affaiblissement:

Effet d’îles:

Le vent contourne l’île. Accélération sur les cotés (confluence), zone tampon au vent, zone de dévent sous le vent (jusqu'à 30h). Au delà du dévent, le vent peut être perturbée très loin dans le sillage de l’île, il faut alors penser à se dégager sur le coté:

Effet vers la côte:

Vent vers une côte avec relief: Le vent est dévié par le relief sur lequel il butte et s’accélère à la côte (confluence) :

Vent contre la côte avec relief: Le vent butte sur le relief et provoque en effet tampon (vent faible, turbulence avec rotor) d’environ la hauteur du relief : 

Vent parallèle à la côte: l’air est freiné par le frottement à terre, il est plus fort au large:

Vent vers une côte basse: l’air est freiné par le frottement à terre, le vent est ralenti à la côte:

Vent de terre:

Le vent ralenti à terre par les frottements reprend de la vitesse quand il atteint la mer. A la côte, il est d’abord sous l’influence du relief, puis il fait une courbure à droite sur en moyenne 2 Milles nautiques pour prendre sa direction mer (à cause de Coriolis):

Vent de terre depuis une côte élevée:

La forme du relief sous le vent à une grande importance. Il se forme souvent une onde sous le vent du relief (bien connue des pilotes de planeur), il faut trouver la zone de vent plus fort par l’observation.

Si la pente est faible l’air suit le contour du relief:

Si la pente est forte (falaise) l’air décroche des contours du relief, le trou est comblé par un tourbillon (rotor), qui crée des turbulences sous le vent du relief , le rotor se détache parfois de la falaise et se déplace dans le flux (diffusion des vortex), dès qu’un rotor se détache un nouveau se forme sous la falaise: 

(À noter un cas particulier: si la masse d’air est très stable elle plonge littéralement derrière le relief et provoque de forte rafale (vent catabatique)). 

Vent de terre instantané vers la côte:

Le vent instantané est plus en plus oscillant à l’approche de la côte, le barreur fait un meilleur cap des 2 bords car il se cale sur le coté adonnant d’une bande de vent plus large, c’est pourquoi au louvoyage le bord approchant de la côte est souvent meilleur:

Dans tous les cas par vent de terre, le vent est de plus en plus irrégulier à l’approche de la côte, au louvoyage on gagne à virer en fonction des bascules favorables:

Dévent:

Au vent du relief, effet tampon d’au moins la hauteur du relief.

Sous le vent du relief, dévent jusqu’à 10 fois la hauteur du relief (dépend de la masse d’air), il faut une distance de 30h pour retrouver 100% du vent.

- Surprise: Un obstacle plein (cale) dévente moins qu’un obstacle à 50% de perméabilité (arbres, paquet de voiliers), car le vent se rabat derrière l’obstacle plein tandis qu’il est freiné par un obstacle perméable. Il est donc préférable d’éviter de naviguer sous un paquet de voiliers ou de s’en écarter franchement (30h):

Air instable sur un relief:

L’air tend naturellement à s’élever il n’a aucune difficulté à passer le relief, il faut abandonner la stratégie de l’effet de site.

La brise de mer

- Condition : une différence de température suffisante entre la terre et la mer, un flux général faible (un flux faible venant de terre est + favorable), un bon ensoleillement.
Débute en général en fin de matinée maximum en milieu d’après midi et s’éteint progressivement en soirée.
- Phénomène: le soleil réchauffe le sol puis les basses couches de l’atmosphère, l’instabilité démarre et s’organise en cellule de convection matérialisée par des cumulus sur la terre.
L’air soulevé en altitude glisse vers la mer, l’air marin plus frais est aspirée par l’ascendance de l’air à terre.

- Observation d’indice pour l’établissement de la brise: le temps s’éclaircie au large (à cause de la subsidence), formation de petit cumulus à terre. Derrière le front de brise la surface de la mer est ridée, plus sombre ; le front de brise progresse lentement du large vers la côte, souvent parallèlement à celle ci.

- Si le ciel se couvre à terre (cirrus ou étalement des cumulus), le soleil chauffe moins le sol et la brise se calme. 

Les nuages d’instabilité

Cumulus non précipitant:

Nuages séparés en forme de chou-fleur. Il est le témoin et la conséquence d’une zone d’ascendance (ou d’une cellule convective, en planeur on parle de Pompe). Chaque cumulus à un cycle de vie, si l’ascendance est active le cumulus aura une base plate avec des contours nets et bourgeonnants, seul ce cas nous intéresse (soit en moyenne 1 cumulus sur 3).
La Pompe ascendante est inclinée avec les variations du flux général aux différents niveaux d’altitude (la plupart du temps à la bissectrice de l’angle direction du vent/direction du soleil sur le coté du nuage).
Au niveau de la mer, l’air chaud est aspirée par la Pompe ascendante vers le nuage.
L’air froid (rabattant) des niveaux supérieurs descend sur les cotés de la Pompe pour combler le vide laissé par l’ascendance puis s’étale au niveau de la mer(on mesure une petite baisse de température).
On est dans un milieu grossièrement organisé avec une part aléatoire, les effets ne sont donc pas toujours identiques et dépendent largement du cycle de vie de la cellule de convection.
En fin de vie, l’air chaud en surface finit par être complètement aspiré et remplacé par de l’air plus frais, l’alimentation chaude est coupée, l’ascendance faiblit, le contour du cumulus devient flou, le nuage s’effondre et s’effiloche, dans ce cas (en moyenne 2 cumulus sur 3) il ne faut rien attendre à la surface de la mer.
Mais d’autres cellules de convection peuvent se développer à proximité.

Si l’ascendance est active, le cumulus aura des formes nettes, une base sombre et incurvé au centre.

Sous le vent de la pompe les rabattantes s’ajoute au flux général, on a un renforcement du vent.

Au vent de la pompe les rabattantes se retranche du flux général, on a un affaiblissement du vent

C’est le nuage légèrement à droite au vent qui passera au dessus ( en altitude le vent plus fort s’oriente vers la droite, Coriolis).

Il faut éviter de passer au centre de la Pompe et choisir si possible le contour. 

La risée se visualise à la surface de l'eau comme une tache sombre et se développe souvent en éventail, il faut donc repérer son déplacement, de quel coté on se trouve pour profiter de  l' adonnante ( oui: l'interprétation n est pas facile!).

(Si le degré d’instabilité est important le cumulus continuera de se développer jusqu’au stade précipitant, voir la suite).

Cumulus précipitant et cumulonimbus:

Nuages séparés à forte extension verticale avec une base sombre précipitants, temps à grains avec rafales, forte instabilité.
Les brassages verticaux sont importants, l’air froid descendant (courrant de densité) associées aux précipitations s’étalent au niveau de la mer, formant le front de rafale, parfois violent suivant l’importance du nuage.

Sous le vent du nuage le rabattant s’ajoute au flux général, on a un renforcement du vent parfois violent avec un front de rafale.

Au vent du nuage le rabattant se retranche du flux général, on a un affaiblissement.

Comme pour les cumulus, c’est le nuage légèrement à droite au vent que l’on subira. 

Établissement d’un nouveau vent

Situation de mole persistante à pétole:
- Se souvenir des prévisions météo.
- Observer le plan d’eau au loin.
- Observer les déplacements en altitude, la pente des nuages qui indique un cisaillement du vent.

Parfois la nouvelle brise s’observe à distance mais progresse lentement. Elle décroche de la surface et passe au dessus (les masses d’air de caractéristiques différentes ne se mélangent pas). Il faut alors aller la chercher dans les zones ou elle progresse le mieux (la nouvelle brise s’installe par les zones les plus faciles). Le vent tourne par le coté ou l’angle est le plus faible.

Exemple: le matin à terre on observe les nuages bas rapide, tandis qu’au sol le vent est calme. Le sol a refroidi les basses couches durant la nuit (inversion) et le vent glisse sur cette basse couche, le vent atteindra le sol quand il y aura une continuité thermique entre les 2 couches:

Le front

basculement du vent vers la droite au passage du front.
Le renforcement ou non du vent dépend de la situation générale:

Touriste en ciré, pluie annoncée.