Glossaire

thalweg ou talweg

  Curieux  

Un thalweg (ou talweg), encore appelé creux barométrique , est une région dépressionnaire de l' atmosphère prenant à l'horizontale une forme suffisamment allongée pour qu'on puisse y distinguer un axe passant par son centre : la direction de cet axe reste à près uniforme sur les différentes surfaces où est examinée la dépression , c'est-à-dire sur la surface du niveau moyen de la mer et sur les différentes surfaces isobares standards . La forme et la cote des lignes isobares au niveau moyen de la mer ou celles des lignes isohypses sur une surface isobare mettent alors en évidence, sur chaque surface quasi horizontale, une "vallée" qui est le tracé de l'axe du thalweg, rassemblant les points de la dépression où la courbure des lignes isobares ou isohypses est maximale (autour de ces lignes, le vent circule dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour l'hémisphère Nord, dans le sens opposé pour l'hémisphère Sud : on parle de courbure cyclonique ). La configuration topographique inverse d'un thalweg est celle qui est associée aux régions anticycloniques de l'atmosphère et s'appelle une dorsale .

La prévision météorologique des perturbations atmosphériques , qui exige une détermination précise des mouvements verticaux de l' air à l' échelle synoptique , s'appuie couramment sur l'examen cartographique de thalwegs dirigés du nord au sud (pour l'hémisphère Nord) ou du sud au nord (pour l'hémisphère Sud) et se mouvant d'ouest en est dans le courant général d'ouest des zones tempérées (entre 30° et 65° de latitude environ). Dans la mesure où les régions dépressionnaires ont tendance à s'incliner verticalement vers les masses d'air plus froides, et compte tenu du sens des vents autour d'une circulation cyclonique , on peut distinguer d'ouest en est, autour d'un axe de thalweg, une région située "avant" cet axe et où circule le flux d'air de sud (pour l'hémisphère Nord) en provenance de la zone intertropicale, et une région située "après", où circule le flux de nord (pour l'hémisphère Nord) venu de la zone polaire : on montre alors que la surface réunissant dans l'espace les axes horizontaux du thalweg dessine une séparation entre une région à l'avant du thalweg, où l' advection de tourbillon absolu est positive, et une région à l'arrière du thalweg, où cette advection est négative, pareille disposition tendant à renforcer ou à créer des ascendances .

Bien que le suivi des thalwegs concoure ainsi très fréquemment à expliquer l'évolution de perturbations tempérées "classiques", il arrive que des thalwegs d'altitude , peu apparents au niveau de la mer, soient porteurs de mauvais temps sans pour autant être associés à une structure de fronts ; des thalwegs d'altitude peuvent se prolonger jusqu'au-dessus de la zone intertropicale, là où soufflent déjà en surface des vents d'est. D'autre part, le franchissement d'une barrière montagneuse perpendiculaire au flux d'air peut générer du côté sous le vent un thalweg appelé creux dynamique , comme il s'en forme en Amérique du Nord à l'est des montagnes Rocheuses. Enfin, diverses catégories de thalwegs caractérisent la propagation non de perturbations tempérées — où ils se déplacent d'ouest en est — , mais de dépressions implantées dans le courant général d'est de la zone intertropicale : on peut citer entre autres, parmi ces thalwegs se déplaçant généralement d'est en ouest, les ondes équatoriales — qui correspondent à des oscillations de la zone de convergence intertropicale — , les ondes d'est , les thalwegs des zones d' alizés (orientés perpendiculairement au courant) et le thalweg de mousson traversant l'Inde du nord-ouest au sud-est durant la mousson d'été . Comme le montre ce dernier cas, le terme de "thalweg" convient aussi pour la description des saisons climatiques , de même qu'il peut servir à décrire des situations aux échelles moyennes .


  Initié  

Tourbillon absolu et thalwegs

Les thalwegs apparaissent fréquemment dans la circulation générale à l' échelle planétaire , où ils accompagnent une onde de descente en latitude de l' air polaire vers les zones tempérées. On démontre en effet qu'à cette échelle spatio-temporelle , le tourbillon absolu de l'air, somme de son tourbillon relatif et du paramètre de Coriolis f — qui est le tourbillon associé au mouvement d'entraînement de la Terre, engendré par sa rotation autour de l'axe des pôles — , reste à peu près constant au cours du mouvement de l'air, du moins dans la troposphère moyenne (aux alentours de 500 hPa ) ; or, la valeur de f diminue sensiblement quand décroît la latitude : par suite, l'air froid dépressionnaire venu des latitudes polaires voit son tourbillon relatif augmenter à mesure qu'il pénètre dans les zones tempérées, ce qui signifie que les lignes isohypses , lors de son écoulement, augmentent leur courbure et développent un thalweg orienté du nord au sud pour l'hémisphère Nord, du sud au nord pour l'autre hémisphère.

Cependant, quand une perturbation commence à se dégager à l' échelle synoptique au sein de ce mouvement, le tourbillon absolu ne peut plus vraiment être considéré comme une grandeur conservative : en effet, les cisaillements horizontaux , dans le régime général dépressionnaire de vents d'ouest propre aux régions tempérées, prennent la forme de cisaillements cycloniques lorsqu'ils s'appliquent à l'air froid ; de ce fait, le tourbillon relatif augmente et, comme f est peu variable à l'échelle synoptique, le tourbillon absolu augmente aussi, de sorte que les axes des thalwegs, où l'intensité de ces cisaillements est maximale, sont liés aux "noyaux" de fort tourbillon absolu. Dans l'hémisphère Nord, alors, l'apport — ou advection — de tourbillon absolu est positif à l'avant de tels axes, négatif à l'arrière (c'est le contraire dans l'hémisphère Sud) : en un point donné, en effet, l' advection horizontale d'une grandeur est égale à l'opposé du produit scalaire du vent par le gradient horizontal de cette grandeur.

Or, si une parcelle d'un flux d'air , de centre M, voit sa trajectoire passer à l'instant t par un point fixe A, on montre que la variation U de tourbillon absolu par unité de temps en A est, à cet instant, la somme de deux termes : l'advection de tourbillon absolu en ce point et la variation de tourbillon absolu par unité de temps au point mobile M, cette dernière quantité ayant par ailleurs pour expression approchée, à l'instant t , le produit de f par la convergence du vent en A. Il en résulte d'une part que le flux d'air traversant un thalweg est (en altitude) divergent à l'avant de l'axe de ce thalweg et convergent à l'arrière de cet axe, et d'autre part, que l'accroissement de la divergence — ou de la convergence — est, pour une même répartition spatiale de U et du vent à l'instant t , d'autant plus marqué que se renforce davantage l'advection positive — ou négative — de tourbillon absolu, et donc le gradient de celui-ci.

Ces remarques suggèrent que la caractérisation et l'évolution des centres dépressionnaires gouvernant l'activité d'une perturbation tempérée, de même que la description des champs de vent correspondants, dépendent fortement de la disposition, de la forme et de la variation des noyaux de tourbillon absolu associés aux axes des thalwegs présents dans la zone atmosphérique perturbée. En outre, ces derniers apportent corrélativement des informations utiles pour l' analyse objective ou la prévision de la distribution et de l'évolution des mouvements ascendants et descendants au sein de la perturbation à l'échelle synoptique.