La circulation atmosphérique est le moteur planétaire qui redistribue la chaleur et l'humidité, créant les zones climatiques et les modèles météorologiques qui définissent notre environnement. Dans ce système complexe, le courant de jet fonctionne comme un mécanisme de contrôle primaire. Il s'agit d'un courant d'air étroit et à grande vitesse qui coule dans la haute troposphère, influe sur tout, depuis la trajectoire d'une tempête hivernale jusqu'à la trajectoire d'une canicule estivale.

Qu'est-ce que le jet Stream?

Le jet est généralement défini comme un ruban de vents forts, dépassant généralement 50 nœuds (environ 90 km/h) et atteignant souvent des vitesses de 150 à 250 nœuds (280 à 460 km/h), situé près de la tropopause, la limite entre la troposphère et la stratosphère. Sa largeur est relativement étroite, généralement de quelques centaines de kilomètres, tandis que sa profondeur verticale est de quelques kilomètres. Le noyau du jet, où les vents les plus rapides sont trouvés, est connu comme la striée de jet.

Une caractéristique clé du jet est son sentier de méandre à travers le globe. Ces méandres à l'échelle planétaire sont connus sous le nom de ondes Rossby. Ces vagues se propagent vers l'ouest par rapport au flux moyen, mais sont portées vers l'est par le jet lui-même. L'amplitude de ces vagues peut varier considérablement. Lorsque les vagues sont petites, le jet coule dans un motif zonal relativement droit, conduisant à un temps plus uniforme et à un maintien de l'air froid verrouillé dans les pôles. Lorsque les vagues grandissent, le jet prend un chemin très méridien (nord-sud) qui encourage l'échange de masses d'air chaud et froid et peut conduire à des modèles de blocage.

Mécanismes de formation

Le moteur fondamental du jet est la relation entre le vent thermique. En termes simples, le vent est généré par des différences de pression, et les différences de pression sont générées par des différences de température. Plus le contraste de température sur une distance horizontale est élevé, plus le vent en résulte.

La relation du vent thermique

La forte variation de température entre l'air polaire froid et l'air moyen-latitude plus chaud crée une force de gradient de pression qui augmente avec l'altitude. Près de la surface, la différence de pression est relativement petite, mais dans la troposphère supérieure, cette différence devient immense. Équilibrée par l'effet Coriolis, ce vent thermique entraîne un puissant flux de jet polaire à l'ouest.

Le rôle de l'effet de la coriolis

Sans la rotation de la Terre, la circulation mondiale serait constituée d'une seule cellule convectif simple dans chaque hémisphère. L'effet Coriolis détourne l'air vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud. Cette déviation empêche l'air de circuler directement de la haute pression à la basse pression, ce qui la fait s'écouler parallèlement aux isobares (lignes de pression constante). Cet équilibre géostrophique permet au courant de jet de s'écouler comme un courant concentré plutôt que de se disperser à travers le globe. Le courant de jet subtropical, qui se forme à des altitudes plus élevées, est entraîné par le bord de la cellule Hadley, où l'air tropical descendant dans la subtropique crée une forte température contraste avec l'air de latitude moyenne.

Types de jets

Les météorologues classent les jets en fonction de leur emplacement, de leur altitude et de leurs caractéristiques saisonnières.

Polar Jet Stream

C'est le courant le plus énergétique et le plus connu. Il se forme le long du front polaire, la limite entre l'air polaire froid et l'air moyen-latitude plus chaud, généralement situé entre 30° et 60° latitude dans les deux hémisphères. Le jet polaire est directement lié à la météo de surface, directionnant des cyclones de latitude moyenne et générant des vents forts.

Courroie subtropicale

Situé à une altitude légèrement plus élevée que le jet polaire, le jet subtropical est associé à la branche descendante de la cellule Hadley. Il est plus faible et plus persistant que le jet polaire. Il fusionne souvent avec le jet polaire dans les régions où le gradient de température est augmenté, créant un courant combiné exceptionnellement fort. Ce jet fusionné est commun au cours de l'hiver dans les océans Pacifique et Atlantique.

Tropical Jet Pâques

Contrairement aux jets polaires et subtropicaux de l'ouest, le Tropical Easterly Jet (TEJ) coule d'est en ouest. Il se forme pendant l'été boréal (juin à septembre) sur l'Asie et l'Afrique. Le TEJ est entraîné par le contraste de température fort entre le plateau tibétain chauffé et l'océan Indien au sud. Il joue un rôle important dans la mousson asiatique, contribuant à conduire la circulation qui apporte de fortes précipitations en Asie du Sud.

Jet de nuit polaire

Ce jet se trouve dans la stratosphère, à des altitudes de 20 à 50 km, formant au-dessus du pôle pendant les mois d'hiver. Il est entraîné par le refroidissement extrême de la région polaire pendant la longue nuit polaire, ce qui crée un fort gradient de température entre le pôle et les latitudes moyennes. La force et la stabilité du jet de nuit polaire sont directement liées au vortex polaire. Lorsque le jet stratosphérique s'affaiblit, il peut perturber le jet troposphérique en dessous, entraînant des éclosions d'air froid.

Facteurs influant sur le jet

Le jet est une caractéristique dynamique dont la position et la force sont contrôlées par plusieurs facteurs d'interaction. Ces facteurs fonctionnent sur des échelles de temps quotidiennes, saisonnières et interannuelles.

Postes saisonniers

Pendant que les rayons directs du soleil migrent entre le Tropique du Cancer et le Tropique du Capricorne, la circulation mondiale entière se déplace. En été d'un hémisphère donné, le jet est généralement plus faible et situé en pole. En hiver, il se renforce et se déplace vers l'équateur. Cette migration saisonnière est responsable des différents régimes météorologiques des différentes saisons.

Répartition et orographie des terres et des océans

Les continents se réchauffent et se refroidissent beaucoup plus vite que les océans. Cette différence crée des variations longitudinales du gradient de température, ce qui fait que le jet s'intensifie sur les côtes est des continents en hiver et s'affaiblit sur les océans. De grandes chaînes de montagnes, comme les montagnes Rocheuses et le plateau tibétain, agissent comme des barrières physiques qui perturbent le flux.

Oscillations climatiques

Les téléconnections comme l'oscillation El Niño-Sud (ENSO) et l'oscillation arctique (AO) ont une forte influence sur le jet. Lors d'un événement El Niño, le jet du Pacifique est souvent renforcé et s'étend plus à l'est, ce qui entraîne davantage de tempêtes dans le sud des États-Unis. Pendant la Niña, le jet est plus variable et tend à amener des conditions météorologiques plus froides au nord des États-Unis. L'oscillation arctique (AO) mesure directement la différence de pression entre l'Arctique et les latitudes moyennes. Une phase d'OA positive correspond à un fort jet qui verrouille l'air froid dans l'Arctique. Une phase d'OA négative correspond à un jet plus faible et plus ondulé qui permet à l'air polaire de plonger vers le sud.

Impact sur la météo et le climat

Le courant de jet est le volant des systèmes météorologiques aux latitudes moyennes. Sa position et sa force déterminent le type de temps vécu dans de grandes régions du globe.

Voies de tempête et cyclogenèse

Les cyclones extratropicals se forment le long du front polaire, sous l'impulsion du fort gradient de température qui alimente également le jet. Le jet guide ces tempêtes sur leur trajectoire, connue sous le nom de « piste de tempête ». La piste de tempête se trouve généralement directement sous le jet. Un changement de la position du jet conduit à un changement correspondant dans la piste de tempête, ce qui fait que certaines régions connaissent des conditions plus humides ou plus sèches que la normale.

Les modèles de blocage et les conditions météorologiques extrêmes

Lorsque le courant de jet devient fortement amplifié par les ondes Rossby à grande amplitude, un système à haute pression peut être coupé du flux principal. Cela crée un « patron de blocage » qui reste presque stationnaire pendant des jours ou des semaines. Les blocs provoquent le décrochage des systèmes météorologiques, ce qui entraîne des conditions prolongées. La canicule européenne de 2003 et la canicule russe de 2010 ont été associées à des patrons de blocage persistants dans le courant de jet.

Perturbations du vortex polaire

Le vortex polaire est une grande zone de basse pression et d'air froid qui circule dans la stratosphère au-dessus de l'Arctique. Le jet est essentiellement le bord inférieur de ce vortex. Lorsque le vortex polaire est fort, le jet est généralement fort et zonal. Lorsque le vortex polaire est perturbé ou affaibli par un événement de « réchauffement de la stratosphère », le jet se boucle souvent et devient très ondulé.

Jet Stream et Aviation

Les compagnies aériennes Comercia planifient soigneusement leurs itinéraires pour profiter du jet. Un vol de New York à Londres en direction de l'est avec le jet peut être plus d'une heure plus court que le vol de retour de Londres à New York, qui doit combattre le vent de tête. Ceci est connu comme l'avantage «ouest à l'est». Les jets créent également des turbulences à air clair (CAT). Le CAT est souvent généré dans des régions de forte cisaillement vertical du vent près du noyau du jet. Cette turbulence est invisible et difficile à prévoir, ce qui pose un grave problème de sécurité pour les vols.

Le changement climatique et le jet

Les scientifiques du climat étudient activement comment le réchauffement climatique modifie le comportement du courant-jet. Ces changements potentiels ont de graves répercussions sur les modèles météorologiques futurs et les événements extrêmes.

Amplification de l'Arctique

L'Arctique se réchauffe plus de deux fois plus vite que la moyenne mondiale, phénomène connu sous le nom d'amplification arctique, ce qui réduit le gradient de température global entre le pôle et l'équateur. Comme la relation du vent thermique relie la force du jet directement à ce gradient de température, on s'attend à ce qu'un Arctique qui se réchauffe affaiblisse le flux ouest du jet polaire.

Un jet de voile

Certains scientifiques proposent qu'un jet plus faible tende à avoir une plus grande amplitude. Ces vagues peuvent devenir « bloquées » en place, ce qui entraîne des obstructions plus fréquentes et persistantes. Cela augmenterait la durée des événements météorologiques, ce qui rendrait les vagues de chaleur plus intenses, les inondations plus graves et les sécheresses plus durables.

Migration vers la Pologne

Les modèles climatiques prévoient que les jets des deux hémisphères vont se déplacer vers la pole vers la planète, ce qui est lié à l'expansion de la cellule Hadley. Un déplacement vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la pole vers la , la pole vers

Conclusion

Le jet est une composante centrale du système de circulation atmosphérique terrestre. Sa dynamique, régie par la relation du vent thermique et l'effet Coriolis, relie les déséquilibres énergétiques de la planète au temps que nous vivons à la surface. De la direction du développement des cyclones au transport global des masses d'air, le jet est une force puissante dans la géographie physique. Comprendre son comportement actuel et comment il peut réagir à un changement climatique est essentiel pour préparer l'avenir des modèles météorologiques mondiaux.