Les lignes isohypses

18 août 2019, 5 Commentaire(s)
Thèmes: Météo

La terminologie pour évoquer la pression de l’air a beaucoup évolué depuis les origines de la météorologie. De la pression en un point, découverte par Torricelli au XVIIème siècle, nous sommes passés dans la seconde moitié du XIXème siècle aux lignes reliant tous les points de même pression au niveau de la mer, appelées « lignes isobares ». A l’heure actuelle, nous nous intéressons non seulement à la pression atmosphérique au niveau de la mer, mais également à celle qui prévaut en altitude ; pour cela, nous utilisons les lignes isohypses, lesquelles font référence non plus à la pression elle-même, mais à l’altitude à laquelle on trouve une pression donnée. Ça a l’air compliqué,… et ça l’est ! mais en simplifiant un peu, on s’en sort !

La carte ci-dessus provient des archives numérisées de MétéoSuisse et constitue la plus ancienne carte synoptique dont nous disposons ; elle date du 1er janvier 1879. Le moins que l’on puisse dire, c’est qu’elle est sommaire, en raison notamment du manque de stations de mesures. Comme on le constate, les lignes isobares relient des points d’égale pression exprimée en mm de mercure, conformément à l’unité de mesure des premiers baromètres (cf. article du 17 février 2017). La hauteur de 760 mm/hg correspond à la pression moyenne de 1013,25 hPa (ISA) au niveau de la mer ; autrement dit, les traitillés reflètent les basses pressions et les traits pleins les hautes pressions.

Qu’est-ce qu’une ligne isohypse ?

Le mot féminin « isohypse » combine les termes « iso » qui signifie « identique » et « hupsos » qui signifie « hauteur » en grec. Il s’agit donc de lignes réunissant les points de même altitude d’une surface quelconque (pas seulement météorologique). Par exemple, les courbes de niveaux topographiques sont des isohypses ; elles relient les points de même altitude de la surface terrestre.

Affichage aggrandi: Les courbes de niveaux d’une carte topographiques sont des isohypses puisqu’elles relient les points de même altitude de la surface terrestre. Les lignes isohypses utilisées en météorologie font la même chose, mais avec les points d’une surface de même pression (surface isobare).
Les courbes de niveaux d’une carte topographiques sont des isohypses puisqu’elles relient les points de même altitude de la surface terrestre. Les lignes isohypses utilisées en météorologie font la même chose, mais avec les points d’une surface de même pression (surface isobare).
Source : www.dei.hypotheses.org

Ce concept des courbes de niveau a été repris en météorologie, pour définir les différentes altitudes de surfaces de même pression (surfaces isobares)

En effet, si l’on considère que la pression atmosphérique en un point au niveau de la mer correspond au poids total de la colonne d’air située à la verticale de ce point, on conçoit facilement que plus on s’élève, plus on laisse en dessous de nous une partie de cet air, donc plus la pression à notre altitude diminue. Comme l’air est compressible, sa densité est nettement plus grande à proximité de la surface terrestre qu’en altitude en raison de la gravité. De fait, entre 5 et 6 km d’altitude, on a déjà laissé en dessous de nous la moitié de la quantité totale d’air, sur une épaisseur d’atmosphère de plusieurs dizaines de kilomètres.

Si l’air est compressible, sa densité dépend également beaucoup de sa température ; il est plus dense dans l’air froid que dans l’air chaud. Pour cette raison, lorsqu’on s’élève, la pression diminue plus vite dans l’air froid que dans l’air chaud. Par conséquent, si l’on considère une surface isobare donnée (par exemple 500 hPa), cette dernière ne sera pas « plate », mais ondulera au gré de la température des masses d’air, descendant dans l’air froid et s’élevant dans l’air chaud.

Affichage aggrandi: L’image ci-dessus montre que sous nos latitudes, à la frontière entre l’air tropical et l’air polaire (front), l’altitude des surfaces de même pression varie. Cette différence s’accentue avec l’altitude en raison d’une densité de plus en plus inégale, ce qui a pour conséquence une augmentation de la différence de pression entre les deux masse d’air, et partant une augmentation de la vitesse du vent.
L’image ci-dessus montre que sous nos latitudes, à la frontière entre l’air tropical et l’air polaire (front), l’altitude des surfaces de même pression varie. Cette différence s’accentue avec l’altitude en raison d’une densité de plus en plus inégale, ce qui a pour conséquence une augmentation de la différence de pression entre les deux masse d’air, et partant une augmentation de la vitesse du vent.
Source : MétéoSuisse

Les isohypses et leur utilisation

Connaître la pression au sol ne suffit pas - et de loin - pour prévoir le temps qu'il fera, ou même pour comprendre le temps qu'il fait. Pour vous en convaincre, il vous suffira de regarder votre baromètre ce mardi 20 août, et vous verrez que malgré des pressions supérieures à 1020 hPa le temps sera des plus maussades.

Le temps est un système complexe qui évolue dans l'espace à trois dimensions, et ce qui se joue à haute altitude y est déterminant. Or ce qui nous permet de visualiser la 3ème dimension, ce sont précisément les isohypses.

Si l’on considère l’altitude de la surface 500 hPa en Suisse, on peut dire qu’elle oscille globalement entre 5300 et 5900 m en fonction des saisons. L’intérêt d’utilisation des isohypses réside dans le fait qu’elles permettent – avec un peu d’expérience – de visualiser d’un seul coup d’œil les types de masses d’air en jeu ainsi que leurs caractéristiques probables ; les isohypses peuvent également être combinées pour définir des épaisseurs de masses d’air proportionnelles à leur température moyenne (par exemple, l’épaisseur de la couche 500-850 hPa est en moyenne d’environ 4000 m). On considère généralement qu’une épaisseur de masse d’air entre les niveaux 1000 et 850 hPa voisine ou inférieure à 1280 m est favorable à des chutes de neige jusqu’en plaine.

Affichage aggrandi: Lors de l’advection froide massive du 9 janvier 2019, l’altitude de la surface 500 hPa fut en Suisse de 534 dam (5340 m). Profitons-en pour constater que les vents d’altitude non soumis à la friction de la surface terrestre sont généralement parallèles aux isohypses ; on les appelle « vents géostrophiques ». Lignes blanches : isohypses ; lignes de couleur traitillées : températures à 500 hPa.
Lors de l’advection froide massive du 9 janvier 2019, l’altitude de la surface 500 hPa fut en Suisse de 534 dam (5340 m). Profitons-en pour constater que les vents d’altitude non soumis à la friction de la surface terrestre sont généralement parallèles aux isohypses ; on les appelle « vents géostrophiques ». Lignes blanches : isohypses ; lignes de couleur traitillées : températures à 500 hPa.
Source : MétéoSuisse

Vers un nouveau record ?

Le réchauffement climatique a déjà eu raison de la plupart des records liés aux températures en Suisse. Il est pourtant une barrière symbolique (pour les prévisionnistes du moins) qui n’a encore jamais été franchie de mémoire de collaborateur de MétéoSuisse, c’est celle des 600 dam (6000 m) pour la surface isobare de 500 hPa. Nous nous en sommes dangereusement approchés à la faveur des deux canicules de cet été, mais sans la franchir.

Affichage aggrandi: Fin juin 2019, un afflux d’air saharien remonte vers l’Europe, provoquant une importante canicule. A cette occasion, l’altitude de la surface isobare 500 hPa est montée à plus de 595 dam au-dessus de la Suisse.
Fin juin 2019, un afflux d’air saharien remonte vers l’Europe, provoquant une importante canicule. A cette occasion, l’altitude de la surface isobare 500 hPa est montée à plus de 595 dam au-dessus de la Suisse.
Source : MétéoSuisse

La limite psychologique des 600 dam ne sera vraisemblablement plus franchie cette année, la saison étant trop avancée. L’année prochaine peut-être ? Ce n’est sans doute qu’une question de temps… Nous vous tiendrons informés !

Commentaires (5)

  1. Alain L., 19.08.2019, 11:31

    Merci pour cette présentation claire et bien documentée.

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  2. Claude Guignard, 19.08.2019, 00:15

    La difference entre isobares et isohypses est facile à comprendre. Elle est bien expliquée. Là où cela se complique c'est de voir si et comment la représentation en isohypses donne une autre image que celle en isobares. Pour cela il aurait peut-être fallu donner des représentations comparées d'une même situation donnée, exprimée l'une en isobares et l'autre en isohypses. Pour moi les isohypses constituent une notion claire mais leur utilisation et ses avantages demeurent encore bien obscurs.

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  3. Agathe, 18.08.2019, 18:17

    Votre blog est passionnant. Même quand il est « très pointu »!
    Merci.

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  4. Guignard Laurent, 18.08.2019, 18:05

    Génial ce cours de météo. Merci

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  5. Linker, 18.08.2019, 14:38

    Comme d'habitude.
    Sujet très intéressant, (peu connu)
    Explications claires et accessibles à tous.
    On en redemande!
    Merci

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