Une brise marine se produit généralement en été le long des côtes d'un océan ou d'un lac. Si vous naviguez au même endroit en été, la brise marine est constante et régulière certains jours. Ce vent de terre se lève presque comme une horloge et garantit une bonne journée sur l'eau. Mais le lendemain, la brise marine peut être 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 :
1. 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, ce qui signifie que les conditions météorologiques à grande échelle n'entraînent pas de vent de gradient.
Durant 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 des altitudes plus élevées, autour d'un 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
En général, la brise marine :
S'étend sur 10 à 100 km horizontalement
Il se trouve à environ 1 km de profondeur en altitude.
Il 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 généralement irrégulière près du rivage. |
12h-14h | Le vent monte lentement depuis la côte puis s'étend vers le 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.
2. 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.
Les phénomènes de brise marine se situent 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 .
3. 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, qui devient extrêmement chaud en journée. Ces régions créent des conditions idéales pour le développement d'une brise marine forte et constante.
Par 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.
4. Stabilité atmosphérique
Si l'atmosphère est très stable le matin, elle luttera contre l'air chaud chauffé par le soleil et tentera de s'élever. 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 ascendante, 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 s'élever davantage 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 et offrir une excellente journée de navigation.
5. 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 précédant l'établissement de la brise marine. Or, la plupart du temps, il existe 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 contribuer à dynamiser la brise en créant des conditions favorables à la brise marine. Nous expliquerons 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 prudence 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. Cependant, il est important que ce flux de gradient offshore ne soit pas trop fort, surtout en surface, sinon la brise marine terrestre le contrecarrera et risque de ne pas se développer du tout. Un vent de gradient offshore matinal faible ou modéré 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 niveau du littoral et donc sa capacité à s'élever (voir partie 4 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, il 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 sa rotation.
La vorticité peut être positive, rendant l'air instable et susceptible de s'élever, créant ainsi des conditions de brise marine favorables
La vorticité peut être négative, rendant l'air stable et peu susceptible de s'élever, 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.
6. 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, et non au-dessus des terres, peut favoriser un différentiel de réchauffement plus important entre la terre et l'eau, entraînant une brise marine plus forte.
Lorsqu'il fait chaud sur terre, des nuages commencent à se former à cause de l'air qui s'élève. La formation de nuages à terre, en particulier de cumulus, est un bon signe de l'arrivée d'une bonne brise marine. L'image ci-dessous illustre le développement 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 que quelqu'un a 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.
7. 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
Prochaine étape : la météo aux latitudes moyennes
Pour en savoir plus, lisez la suite ! Dans le prochain article, Météorologie marine 5 : Météo aux latitudes moyennes , nous explorons comment le temps aux latitudes moyennes est régi par la cellule de Ferrel et comment celle-ci crée un sandwich entre l'air froid et sec et l'air chaud et humide, qui transporte la chaleur.