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Trois éléments sont nécessaires à la formation des ondes atmosphériques :
- Montagnes ou autres obstacles
Pour déclencher des oscillations et donc des ondes, il faut des obstacles. Ceux-ci sont souvent des montagnes, mais parfois aussi une série de cumulus qui, en raison de leurs forts courants ascendants verticaux, constituent également un obstacle au flux d'air. - Vent
Les vents doivent souffler au niveau des crêtes et, si possible, perpendiculairement au relief. De plus, leur vitesse doit être d'au moins 25 à 40 km/h. Une augmentation de la vitesse du vent avec l'altitude est également favorable. - Stabilité de l’atmosphère
Une autre condition préalable est une stratification plutôt stable de l'atmosphère à la hauteur des crêtes. Cela signifie que la baisse de température avec l'altitude est faible, voire qu'il y a une augmentation de la température avec l'altitude, c’est-à-dire une inversion.
La forme des montagnes ainsi que le profil exact du vent et de la température de l'atmosphère déterminent alors l'intensité, la propagation, la longueur et la hauteur des ondes. Une éventuelle rupture des ondes dépend également de ces paramètres.
Lorsque l'atmosphère contient suffisamment d'humidité, des nuages se forment dans les courants ascendants des ondes orographiques, rendant celles-ci visibles. On observe alors souvent des nuages lenticulaires (altocumulus lenticularis). Le foehn est une situation météorologique dans laquelle les ondes orographiques apparaissent assez fréquemment. Ces nuages en forme de lentille sont également appelés « poissons du foehn » en allemand (« Föhnfische »).
Différents types d’ondes orographiques
Pourquoi les ondes orographiques sont importantes en météorologie
Les ondes peuvent donc entraîner une nébulosité plus ou moins étendue et influencer ainsi la durée d'ensoleillement et la température. Les ondes atmosphériques jouent également un rôle dans les vents descendants du côté des montagnes opposé au courant, c'est-à-dire lors des phénomènes de foehn. Les ondes orographiques sont particulièrement importantes dans l'aviation. Elles sont très appréciées dans le vol à voile, car elles permettent de longs vols grâce à des courants ascendants puissants et stationnaires. En revanche, les ondes ont généralement une influence négative sur le reste de l'aviation. Ainsi, les forts courants verticaux associés aux ondes peuvent empêcher les avions de maintenir leur altitude de vol. De plus, les ondes orographiques peuvent se briser au niveau de la tropopause, ce qui entraîne parfois de fortes turbulences.