Vous êtes ici : www.ffme.fr > fiches technique > météorologie > les fronts

Les fronts

Definition

La zone de transition (système frontale) entre deux masses d'air distinctes appelée frontale ou barocline, se divise en fronts. Les fronts, qui ont l'ampleur de véritables systèmes, peuvent avoir une largeur de plusieurs milliers de kilomètres et une hauteur de plusieurs km.

Comme chacune des masses d'air les pousse à sa propre vitesse, ces fronts se déplacent à des régimes différents.

Un système frontal comprend sa propre dépression, porteuse de mauvais temps : nuages bas, précipitations, givrage, turbulence, orages et tornades.

Classification des fronts

Parmis les six types de masses d'air qui entourent la planète, quatre donnent la couleur du temps dans l'hémisphère du nord.

En général, chacune de ces zones est identifiée à la masse d'air la plus froide, presque toujours située sur sa facette Nord.

Front continental arctique

Le front continental arctique, dit aussi arctique, sépare la masse continentale arctique de la masse maritime arctique, plus au Sud : nette séparation entre un air sec et très froid et un autre moins froid et moins sec.

Front maritime arctique, ou maritime

Comme il n'existe pas de masse d'air continental polaire, ce front divise les masses maritime arctique et maritime polaire, essentiellement différenciées par leur différence de température et leur contenu en vapeur d'eau.

Front maritime polaire, ou polaire

Dans une perspective tridimensionnelle, la combinaison des masses d'air froid forme un énorme dôme couvrant la partie supérieure du globe, dôme entouré de tous côtés par l'air tropical. À l'extrême Nord, cet air a déjà toutefois été considérablement refroidi.
Le front polaire, au sud duquel s'étend l'air maritime tropical, sépare donc essentiellement l'air polaire de l'air tropical.

En raison des forts contrastes de température et d'humidité qui prévalent l'hiver entre ces masses, le front polaire génère beaucoup de précipitations, d'orages, et parfois d'orages violents.

Types et structure des fronts

Sur les cartes du temps, la direction des zones de transition entre deux masses d'air est clairement illustrée.

Front stationnaire

On trouve un front stationnaire lorsque l'air froid et l'air chaud se déplacent parallèlement.

Seule une perturbation en haute altitude, causée par une onde courte, effet tourbillonnaire, ou un creux, peut en déclencher le mouvement.

L'air froid qui descendra vers le Sud soulèvera l'air chaud en le poussant, ceci créera une dépression qui aura elle-même ses fronts froid et chaud.

Le mouvement ascendant qui en résultera générera nuages et précipitations.

Les systèmes à échelle synoptique (à grande échelle) sont précisément issus d'un front stationnaire.

Front froid

Un front froid est la portion d'un système frontal où l'air froid avance plus rapidement que l'air chaud.

Le front froid est représenté sur les cartes par une ligne bleue ou une ligne à petits triangles indiquant la direction de son déplacement.

	La zone frontale n'est pas un mur vertical parfaitement droit. Lorsque l'air froid pousse à l'horizontale sur l'air chaud, celui-ci est automatiquement soulevé. Ce phénomène crée en surface un effet de grattoir qui amène l'air chaud au-dessus de l'air froid.
.	La profondeur de l'air froid augmente donc au fur et à mesure que le front pénètre la masse d'air chaud, comme l'illustre la pente généralement de 1 à 50, que dessine l'effet de charrue. Comme la résistance de l'air chaud près du sol est directement fonction de l'effet de frottement, plus celui-ci est faible, plus la base de la pente est forte.

L'avance du front froid déclenche systématiquement le processus de condensation; ainsi on observera des nuages et des précipitations le long de ce dernier.

Plus, il y a d'humidité et d'instabilité, plus il y a risque d'orages, sinon d'orages violents... mais les nuages ne sont pas tous signe d'activités frontales.

On appelle indistinctement " front", aussi bien l'ensemble de la zone de transition que cette surface frontale qu'est la pente.

Front chaud

Un front chaud est une portion d'un système frontal qui se déplace de façon telle que la masse d'air la plus chaude avance au détriment de la plus froide.

En pareille situation, comme l'air chaud monte au-dessus de l'air froid, la pente de la surface frontale est inversée.

Comme la friction en surface est carrément plus marquée, cette pente est considérablement plus douce, soit de 1 km par 200 km.

Le front chaud est toujours représenté par une ligne rouge, ou des demi-lunes, indiquant la direction du déplacement.

La figure représente le front chaud tel qu'il apparaît sur une carte, et illustre l'agencement tridimensionnel des masses d'air.

Les isobares indiquent que l'air froid est poussé vers le Nord, alors que l'air chaud du Sud-Ouest, qui s'engouffre dans la région laissée inoccupée, glisse ou monte rapidement par-dessus l'air froid

Front occlus et trowal

Lorsqu'un système météorologique s'intensifie, son front froid accélère de sorte qu'il rattrape le front chaud. Lorsque le front froid atteint le front chaud, l'air chaud devient de plus en plus pincé ou coincé entre les deux fronts. Il sera soulevé en altitude et le système devient occlus, aussi appelé trowal.

Dans l'air froid sous-jacent au trowal, il peut se former un front de faible amplitude s'étendant de sa base à la surface. On l'appelle front occlus.

Ce front est une étroite zone de transition située entre les deux masses d'air froid qui ont créé l'occlusion.

Il peut y avoir deux types de fronts occlus.

	Si la partie frontale de l'air froid est plus froide que la partie en recul, et qu'elle soulève le front chaud, on a une occlusion à caractère de front froid. Dans une occlusion à caractère de front froid, la base du creux d'air chaud en altitude est derrière l'occlusion en surface.
	Lorsque la situation est inverse et que le front froid monte le long de la surface frontale chaude, on a évidemment une occlusion à caractère de front chaud. Dans une occlusion à caractère de front chaud, la base précède le front de surface.

Dans les pays qui utilisent les termes front supérieur ou en altitude, plutôt que trowal, on précise que le front est froid ou chaud.

Front froid en altitude

Lorsque l'air froid passe au-dessus d'air froid emprisonné dans des vallées, ou chevauchant une couche d'air plus froid circulant en surface, son front d'attaque est appelé front froid en altitude.

On a également ce type de front lorsque l'air froid, qui avance beaucoup plus rapidement en basse qu'en haute altitude, se traduit au sol par une mince couche qui précède le dôme que forme brusquement la ligne de front.

Front chaud en altitude, ou supérieur

Le front chaud en altitude, parfois appelé front chaud supérieur, est de structure fondamentalement semblable à celle du front froid en altitude.

Dans ce cas, cependant, les masses d'air les plus froides ne subiront aucun changement, puisque c'est au-dessus d'elles que se feront successivement le recul de l'air froid et le passage du front chaud.

Il y a des cas où la surface frontale de l'air froid ainsi en recul reste presque plate sur une certaine distance, avant que le front chaud en altitude ne s'affirme brusquement et crée une forte pente.

Fontogénèse et frontolyse

Il arrive que la zone barocline soit trop large à l'horizontale, les isothermes étant trop espacés, pour qu'il y ait vraiment structure frontale.

Pour que cette zone s'intensifie, il faut qu'il y ait augmentation du gradient thermique et du taux d'humidité, c'est-à-dire frontogenèse.

Le processus inverse, amenant son affaiblissement voire même sa disparition, s'appelle la frontolyse.

Frontogénèse et frontolyse sont directement reliées aux processus thermiques ou dynamiques notamment déclenchés par l'advection ou le rayonnement.

Dépression frontale

L'essentiel de l'activité frontale est de fait intimement relié aux intenses mouvements ascendants et descendants associés aux dépressions. Lorsque que les mouvements sont ascendants il se produit en surface une dépression ou un creux, tandis qu'en altitude l'appel d'air des bas niveaux produit une hausse des hauteurs c'est à dire une haute pression ou une crête.

Au-dessus du continent, les fronts sont souvent associés à des creux ou à des dépressions; on les appelle alors dépressions frontales; or, les dépressions frontales les plus vigoureuses comportent habituellement plus d'un système frontal.

Mais les plus fortes dépressions, de fait, ne sont précédées d'aucun front; il s'agit des ouragans.

Étape 1 - Perturbation du front stationnaire

Selon cette théorie, les dépressions frontales débutent sur une partie d'un front stationnaire ou d'un front froid qui se déplace lentement. Lorsqu'une onde courte ou un creux en altitude passe au-dessus du front stationnaire, il y a formation d'une dépression frontale le long de la zone barocline. Le front se situe toujours là où la pression est la plus basse.

 Étape 2 - Naissance d'une dépression en zone barocline

Le premier indice de la formation d'une dépression se manifeste par la chute de la pression en un point du front; ce qui provoque un faible mouvement cyclonique.

Côté ouest, l'air froid amorce un mouvement vers le Sud ; côté est, vers le Nord ; de stationnaire, le front se transforme immédiatement en front froid à l'ouest et front chaud à l'est. L'air chaud est alors forcé de s'élever le long de la surface en pente de l'air froid.

Étape 3 - Dépression à maturitée

À ce stade, l'onde a atteint sa maturité. Elle est maintenant à l'est de la position indiquée à l'étape 2.

Les diagrammes et les coupes verticales en donnent une image tridimensionnelle.

La dépression s'est considérablement creusée depuis l'étape 1. De plus, les deux fronts sont incurvés dans la direction de leur progression, comme les voiles d'un bateau.

On appelle secteur chaud, la partie située entre le front froid et le front chaud ; cette partie est la plus chaude du système dépressionnaire.

Étape 4 - Début d'occlusion

Le système dépressionnaire se déplace toujours, mais un ralentissement commence à se faire sentir. Cette étape marque le début du processus d'occlusion.

En se déplaçant plus rapidement que le front chaud, le front froid le rattrape et en comprime l'air. Une partie de cet air est alors forcée de s'élever, créant trowal et front occlus.

,	S'il n'y avait pas de front occlus en surface, les coupes verticales "C" et "D", devraient montrer la jonction de l'air froid et de l'air frais, comme sur les coupes verticales "E" et "F".

Étape 5 - occlusion

À ce stade, l'air chaud est presque complètement coupé de la surface. La frontolyse a provoqué une circulation cyclonique dans l'air froid situé sous le creux d'air chaud.

Il s'ensuit, au centre, une remontée de la pression et un affaiblissement tel, que le système deviendra stationnaire dans bien des cas.

Étape 6 - dissipation

La figure montre une dépression en voie de comblement rapide, ne comportant aucun front de surface.

En surface, l'air chaud associé à cette dépression est maintenant bien au sud-est du système, alors qu'à faible altitude une faible circulation cyclonique persiste en présence d'un creux.

Photo prise en infrarouge par GOES-8,  le 22 octobre 1995, à 23:15 TU, illustrant que l'air chaud, qui est bien au sud-est de la dépression, est relié à un trowal.

Vous êtes ici : www.ffme.fr > fiches technique > météorologie > les fronts

Fédération Française de la Montagne et de l'Escalade