Les masses d'air
Lorsque d'importantes quantités d'air stagnent pendant plusieurs jours sur une région, elles adoptent certaines propriétés de celle-ci: on les appelle masses d'air. Elles peuvent avoir 1000 km de large sur quelques milliers de kilomètres de long et quelques kilomètres d'épaisseur.
- la température à un niveau donné (au-dessus de la couche limite)
- l'humidité
- le taux de décroissance verticale de la température.
En avançant vers une autre région, la masse d'air change ses propriétés.
Principaux processus modifiant les propriétés d'une masse d'air:
- les échanges thermiques par conduction et radiation avec la surface sur laquelle elle se trouve ( terre ou mer)
- l'évaporation ou la condensation de la vapeur d'eau au sein de la masse d'air
- la convergence ou la divergence des trajectoires des particules de la masse d'air.
Bergeron a classifié les masses d'air selon leur origine géographique:
- les masses d'air équatorial naissent dans la ceinture équatoriale (à peu près entre les parallèles 10° N et 10° S).
- Les masses d'air tropical naissent dans les deux zones situées dans chaque hémisphère entre 10° et 40°.
- Les masses d'air polaire naissent dans les deux zones situées dans chaque hémisphère entre 40° et 70°.
- Les masses d'air arctique naissent au-dessus des deux calottes polaires, arctique et antarctique.
Suivant le chemin parcouru les masses d'air peuvent encore se diviser en masses d'air continental ou maritime.
En bougeant, ces masses d'air arrivent sur des secteurs dont les températures sont différentes des leurs. Des masses d'air chaud arrivent sur des surfaces plus froides que l'air à leur contact et des masses d'air froid arrivent sur des surfaces plus chaudes que l'air à leur contact.
Pour faire une analyse météorologique on utilise des abréviations: E - équatorial; T - tropical; P - polaire; A - arctique; m - maritime; c - continental; k - pour froid (kalt = froid en allemand); w - pour chaud (warm=chaud en allemand).
Exemple: mPk masse d'air polaire maritime froid, mTw masse d'air tropical maritime chaud.
Propriétés des masses d'air qui intéressent nos latitudes:
Air polaire: plus froid que la surface sur laquelle il arrive. Il se réchauffe par le bas; décroissance thermique verticale rapide (0.6°C à 0.8°C par 100m). Très bonne visibilité, généralement sec. Il est généralement instable avec des nuages à développement vertical (Cu et Cb); averses de pluie, de neige, de grêle ou de grésil, turbulence, orages.
Air tropical: plus chaud que la surface sur laquelle il arrive; il se refroidit par le bas; décroissance thermique verticale faible (0.4°Cà 0.6°C par 100m). Mauvaise visibilité, généralement très humide. Généralement stable avec des nuages stratiformes (St et Sc); bruine, brume, brouillard.
Ces propriétés changent en fonction de la saison, de l'heure, de la nature de la surface sur laquelle il arrive,…
Deux masses d'air qui se rencontrent ne peuvent pas se mélanger instantanément: elles sont séparées par la zone frontale. Son épaisseur varie de quelques dizaines à quelques centaines de mètres. Les surfaces des zones frontales, plus ou moins inclinées, coupent le sol suivant des lignes auxquelles on donne le nom de fronts.