Une brise marine se produit généralement pendant l'été le long de la côte de l'océan ou d'un lac.
Si vous naviguez au même endroit en été, certains jours, la brise marine est constante et régulière. Ce vent de terre se lève presque instantanément et garantit une bonne journée sur l'eau. Mais le lendemain, la brise marine peut être beaucoup plus faible, voire absente, et vous vous retrouverez à attendre le vent tout l'après-midi. Enfin, un autre jour, la brise marine peut se lever beaucoup plus fort que d'habitude, transformant une navigation facile l'après-midi en une navigation difficile.
Cet article plongera au cœur de la brise marine pour vous apporter des connaissances et des outils pour appréhender ce phénomène à votre endroit local ou à tout endroit où vous avez l'intention de naviguer.
Cet article couvrira :
I. Modèle théorique de la brise marine
II. Force de Coriolis
III. Littoral et topographie
IV. Stabilité atmosphérique
V. Vent de gradient
VI. Couverture nuageuse et pluie
VII. Brise nocturne
I. Modèle théorique de la brise marine
Nous allons ici discuter de la brise marine qui se produit pendant la journée, plus pertinente pour la plupart des marins que la brise marine nocturne.
Commençons par un littoral simple, rectiligne et plat, sans relief. Supposons qu'il n'y ait pas de vent du tout au petit matin, c'est-à-dire sans gradient de vent dû à des conditions météorologiques à grande échelle.
Pendant cette belle journée d'été alors que le soleil se lève, voici ce qui va se passer :
la température de l'air au-dessus de la terre augmente plus que celle au-dessus de l'eau (en raison de la capacité thermique différente entre la masse terrestre et l'eau)
Ce réchauffement accru de l'air au-dessus des terres entraîne une dilatation de la colonne d'air. Il crée une légère dépression au sol, comparée à une pression plus élevée à la surface de l'eau, ce qui crée un flux vers la côte. Ce flux plus froid agit alors comme un levier pour accroître la remontée de l'air chaud vers l'intérieur des terres.
À mesure que l'air s'élève au-dessus des terres, il se refroidit à plus haute altitude, vers 1 kilomètre, augmentant sa densité et formant une zone de haute pression. Cet air plus frais et plus dense retourne vers l'océan, complétant ainsi la boucle de circulation.
source : NOAA
Typiquement la brise marine :
s'étend de 10 à 100 km horizontalement
se situe à environ 1 km de profondeur en altitude.
souffle sur l'eau à une vitesse d'environ 10 à 20 nœuds.
Voici ce qu'un marin ressent lors d'une journée typique de brise marine :
8h-10h | pas de vent/vent calme |
10h-11h | La brise commence à se lever lentement. Elle est irrégulière, généralement près du rivage. |
12h-14h | le vent se renforce lentement depuis le rivage puis s'étend au large |
14h-16h | Le vent atteint sa vitesse maximale en début d'après-midi (lorsque la terre est la plus chaude) et se maintient un moment. Il tourne généralement à droite dans l'hémisphère nord (à gauche dans l'hémisphère sud). |
16h-17h | le vent diminue rapidement et s'éteint |
Ce modèle théorique est important à comprendre. Mais en réalité, de nombreux facteurs influencent la brise marine. La suite de cet article abordera certains de ces facteurs.
II. Effet Coriolis
L'effet Coriolis (présenté dans un article précédent , Météorologie Marine 2 : Vent ) présente une déviation d'autant plus importante que la particule d'air est en mouvement. Il faut donc une grande distance et une longue durée pour observer l'effet Coriolis en météorologie. Nous considérons que 100 kilomètres et 3 heures sont les critères pour que la composante Coriolis soit pertinente.
Le phénomène de brise marine se situe à la limite en termes de distance et d'échelle de temps.
Ainsi, pour une forte brise marine s'étendant à plus de 100 km au large et durant plus de 3 heures, on peut s'attendre à ce que la brise marine tourne à droite avec le temps dans l'hémisphère Nord, et à gauche dans l'hémisphère Sud .
III. Littoral et topographie
Forme du littoral : La forme du littoral peut influencer la direction et la force de la brise marine. Par exemple, les côtes concaves peuvent concentrer la brise, tandis que les côtes convexes peuvent la disperser.
Topographie : Les montagnes ou les collines proches des côtes peuvent favoriser ou perturber les brises marines en bloquant ou en canalisant le flux d'air. Les lacs proches des montagnes sont particulièrement touchés (par exemple, le lac de Garde en Italie).
Certaines régions du monde se caractérisent par un océan froid, bordé par des côtes extrêmement chaudes en journée. Ces régions créent des conditions idéales pour le développement d'une brise marine forte et constante.
À titre d'exemple, le sud du Maroc est caractérisé par un océan Atlantique froid qui contraste avec la chaleur extrême du désert marocain qui se jette dans la mer. En Australie occidentale (Perth), l'océan Indien relativement froid rencontre la chaleur extrême de l'outback.
IV. Stabilité atmosphérique
Si l'atmosphère est très stable le matin, elle luttera contre l'air chaud chauffé par le soleil qui tente de se lever. Par conséquent, la brise marine risque de ne pas se développer correctement. Idéalement, l'air doit être instable pour soutenir l'air ascendant et favoriser la brise marine.
Une atmosphère très stable est présente, par exemple, en cas d'inversion de température. Cette inversion se produit lorsque la température de l'air est plus élevée en altitude qu'en dessous (généralement, la température de l'air diminue avec l'altitude). Un indice visuel d'une inversion de température est la présence de fumée montante, provenant d'une usine ou d'un incendie, bloquée en altitude par l'inversion de température, qui agit comme un plafond de verre empêchant la fumée de continuer à s'élever et donc de s'étendre horizontalement au niveau de l'inversion de température (voir l'image ci-dessous).
En revanche, en cas d'instabilité atmosphérique, dès que l'air se réchauffe au-dessus des terres grâce au rayonnement solaire, il s'élève et est accéléré par l'instabilité qui cherche à le soulever davantage plutôt qu'à le faire descendre. Le mouvement ascendant au-dessus des terres s'établit alors et la brise marine peut alors se renforcer pour une excellente journée de navigation.
V. Effet du vent de gradient
Dans la première partie, nous avons présenté le modèle théorique de la brise marine et supposé qu'il n'y avait pas de vent le matin avant l'établissement de la brise marine. Mais en réalité, la plupart du temps, il y a toujours un vent de fond dû à une situation météorologique à grande échelle. Ce vent est appelé vent de gradient ou vent synoptique.
Le vent de gradient présent le matin peut stimuler la brise en créant des conditions favorables à la brise marine. Nous allons expliquer ci-dessous comment la force et la direction du vent de gradient peuvent jouer un rôle. Bien sûr, ceci est théorique, et la réalité peut être différente chaque jour. Le lecteur doit donc prendre ces informations avec des pincettes et se baser sur la théorie pour comprendre la situation, sans la suivre aveuglément.
Le flux de retour de la brise marine en altitude se situe à environ 1 kilomètre d'altitude (900 mbar). Un vent de gradient offshore matinal peut favoriser le développement de la brise marine. Ce vent offshore d'altitude dynamisera la brise marine grâce à la présence du flux de retour en altitude. Il est toutefois important que ce flux de gradient offshore ne soit pas trop fort, surtout en surface, sinon la brise marine de terre le contrecarrera et risque de ne pas se développer du tout.
Un vent offshore faible ou modéré le matin est donc un bon premier critère.
Le deuxième critère est la direction du vent de gradient par rapport au littoral. L'angle entre le littoral et la direction du vent influence la stabilité de l'air au littoral et donc sa capacité à s'élever (voir partie IV ci-dessus, Stabilité atmosphérique).
À la surface, le vent souffle de la terre vers l'eau et subit moins de frottements lorsqu'il traverse le rivage.
si le vent est perpendiculaire à la côte, alors le vent s'accélérera uniformément.
Si le vent est incliné par rapport à la côte, il crée un tourbillon de particules d'air au niveau de la côte. Le schéma ci-dessous montre que la particule d'air au niveau de la côte subit une accélération latérale d'un nœud, provoquant ainsi une rotation de la particule.
la vorticité peut être positive, rendant l'air instable et susceptible de s'élever, créant ainsi des conditions favorables à la brise marine
la vorticité peut être négative, rendant l'air stable et peu susceptible de se déformer, créant ainsi des conditions de brise marine défavorables.
Donc pour résumer, voici les conditions favorables au vent de gradient offshore du matin pour que la brise marine se développe.
Si vous êtes dans l'atmosphère NORD et que vous êtes sur la côte en regardant vers l'intérieur des terres perpendiculairement à la côte, vous voulez que le vent vienne de votre GAUCHE sous un angle.
Si vous êtes dans l'atmosphère SUD et que vous êtes sur la côte en regardant vers l'intérieur des terres perpendiculairement à la côte, vous voulez que le vent vienne de votre DROITE à un angle.
VI. Couverture nuageuse et pluie
La nébulosité au-dessus des terres influence le réchauffement des terres au cours de la journée. Une épaisse nébulosité matinale freine le réchauffement et peut même empêcher complètement la brise marine de se développer. À l'inverse, une nébulosité au-dessus de l'eau, mais pas au-dessus des terres, peut favoriser un différentiel de réchauffement plus important entre la terre et l'eau, et donc une brise marine plus forte.
Lorsqu'il fait chaud sur terre, des nuages commencent à se former en raison de l'élévation de l'air. La formation de nuages sur terre, en particulier de cumulus, est un bon signe de l'arrivée d'une bonne brise marine. Voir l'image ci-dessous pour un signe visuel de l'arrivée d'une bonne brise marine.
source : https://local-news-archive.crystalbeach.com/recreational-boating-safety-rain-and-wind-and-fire/
Au cours de l'après-midi, certains de ces nuages pourraient se transformer en cumulonimbus et commencer à précipiter sur les terres. Ces précipitations créent un courant d'air descendant qui empêche l'air de remonter vers les terres et peut donc rapidement étouffer la brise marine. Le marin aura alors l'impression d'avoir coupé le courant.
Mais les nuages au-dessus de la terre peuvent être poussés au-dessus de l'eau par le flux d'altitude de la brise marine. Si les nuages précipitent au-dessus de l'eau, alors le mouvement descendant de l'air au-dessus de l'eau peut en fait renforcer la brise marine.
VII. Brise marine nocturne
La nuit, c'est l'inverse. La température de l'air sur terre se refroidira davantage que sur l'eau et la brise marine aura une direction opposée (courant de terre).
source : NOAA