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Sens de rotation tornade



  1. #1
    benpotter

    Exclamation Sens de rotation tornade


    ------

    Bonjour, je suis en train d'étudier le sens de rotation des tornades mais je ne comprends pas très bien, il paraît que la force de coriolis n'est pas suffisante pour être à l'origine du sens, mais pourtant la plupart des tornades de l'hémisphère nord tournent dans le sens cyclonique et inversement dans l'hémisphère sud.
    Si vous pouvez me répondre ou encore m'envoyer des liens. Par contre, je n'ai pas très bien compris la partie qui y est consacrée sur Wikipedia.

    Merci ps : c'est urgent!!!

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  3. #2
    benpotter

    Re : Sens de rotation tornade

    J'ai oublié de dire que dans la formation il s'agit d'abord d'une rotation horizontale qui est ensuite relevée par un courant ascendant, ce qui permet une rotation selon un axe verticale mais habituellement, c'est le vortex cyclonique qui perdure.

  4. #3
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Coriolis n'y est effectivement pour rien. Cherche à Cyclostrophisme.

    Coriolis influence cependant le cisaillement des vents et donc les orages qui forment les tornades (moteur droit et moteur gauche)
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  5. #4
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Hum cyclostrophique pardon, "équilibre cyclostrophique"
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Sens de rotation tornade

    Citation Envoyé par benpotter Voir le message
    mais pourtant la plupart des tornades de l'hémisphère nord tournent dans le sens cyclonique et inversement dans l'hémisphère sud.
    Tu ne confondrais pas avec les cyclones, par hasard ?

    a+
    Parcours Etranges

  8. #6
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Oui benpotter s'est un peu trompé. Mais toi aussi Gilgamesh ^^ La vrai affirmation est

    mais pourtant la plupart des tornades de l'hémisphère nord tournent dans le sens cyclonique et également dans l'hémisphère sud.
    Un sens cyclonique est aussi vrai dans l'hémisphère nord que dans l'hémisphère sud. Je suppose que tu voulais dire que ce sens cyclonique est inversé dans l'hémisphère sud. Déviation vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Mais une déviation vers la gauche dans l'hémisphère sud reste un sens cyclonique pour l'hémisphère sud. Ne pas confondre. Vous ne trouverez jamais un cyclone qui tourne dans un sens anticyclonique au nord comme au sud.

    Pour les tornades par contre, il est vrai qu'on a plus de tornades cycloniques (HN et HS) que anticycloniques (HN et HS) mais on peut en trouver. Et comme dit plus haut la raison n'est pas directement lié à Coriolis.
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

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  10. #7
    benpotter

    Exclamation Re : Sens de rotation tornade

    désolé, mais je n'ai pas compris, l'équilibre cyclostrophique n'est-il pas l'équilibre entre la force de pression et le mouvement d'inertie dans la rotation? en quoi cela nous aide-t-il à comprendre le sens de rotation? sinon, je n'ai pas trouvé de réels docs sur l'équilibre cyclostrophique. Par ailleurs j'ai relevé sur Wiki (et oui toujours lui... )
    " Leur rotation cyclonique pourrait alors s'expliquer par le fait que le vortex provient de la concentration d'une rotation des vents de large échelle qui eux sont soumis à cette force (Coriolis)" mais j'ai aussi trouvé ça : "Il devrait donc y avoir deux mésocyclones dans un orage, l'un étant le miroir de l'autre, cependant, le plus souvent on note seulement la rotation anti-horaire car elle est plus rapide et affecte une zone rendue visible par la précipitation. L'autre branche est souvent dans la partie en diminution de l'orage" lequel est vrai, les deux? que signifie la première citation? HELP!!!!!!

  11. #8
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Citation Envoyé par benpotter Voir le message
    "Il devrait donc y avoir deux mésocyclones dans un orage, l'un étant le miroir de l'autre, cependant, le plus souvent on note seulement la rotation anti-horaire car elle est plus rapide et affecte une zone rendue visible par la précipitation. L'autre branche est souvent dans la partie en diminution de l'orage"
    lol oublie ça. J'ai déjà été amené à corriger pas mal d'articles de ce contributeur de wikipedia. Il a dû faire une confusion avec les splitting storm je pense ou les systèmes multicellulaires à mésocyclones multiples, ainsi que quelques subtilités supercellulaires, sa phrase est en tout cas très mal tourné. Pour une meilleure compréhension, il vaut mieux que tu oublies totalement cette phrase. Tu n'as pas l'attention d'écrire une thèse je suppose...

    " Leur rotation cyclonique pourrait alors s'expliquer par le fait que le vortex provient de la concentration d'une rotation des vents de large échelle qui eux sont soumis à cette force (Coriolis)"
    C'est dit différemment, mais ça revient au même que ce que j'ai dit plus haut.

    désolé, mais je n'ai pas compris, l'équilibre cyclostrophique n'est-il pas l'équilibre entre la force de pression et le mouvement d'inertie dans la rotation?
    Oui, mais plutôt qu'inertie, utilise centrifuge, car Coriolis aussi c'est une force d'inertie.

    en quoi cela nous aide-t-il à comprendre le sens de rotation?
    J'ai pas tout à fait dit que ça faisait comprendre le sens de rotation, j'ai dit que ça faisait comprendre pourquoi Coriolis n'y est pour rien. Si Coriolis y était pour quelque-chose, tu aurais un sens prédisposé, or Coriolis n'y est pour rien, donc tu n'as pas de sens prédisposé. A l'échelle de la tornade. A l'échelle du système orageux en entier c'est un peu différent (voir ta citation précédente).
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  12. #9
    benpotter

    Exclamation Re : Sens de rotation tornade

    Ahhh! Tu m'excuseras mais je ne comprends pas! On va reprendre depuis le début . D'une j'avais mis dans le dossier force centrifuge mais la prof a dit que cette force n'existait pas, que c'était le mouvement qui continuait dans sa direction . Donc ça veut dire sur un schéma avec un cercle (pour la rotation) on a un vecteur allant vers le centre car basse pression, et non pas
    Vecteur en direction opposé (ce que je pensais avec centrifuge) mais un vecteur perpendiculaire a celui de basse pression, bref qui suit le mouvement . (ça doit être vrai pck sinon la résultante des forces serait nulle). Deuxième point. Mais expliquez moi clairement pourquoi le sens cyclonique est largement favorisé!

  13. #10
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Je pense que ta prof n'y connait pas grand chose car c'est toi qui avait raison ^^

    Tu as effectivement un vecteur pression dirigé vers le centre et un vecteur d'inertie centrifuge dans la direction opposé. La résultante est donc parfaitement nulle. Et heureusement car c'est ce qui explique pourquoi le moment cinétique (c'est à dire la quantité de mouvement angulaire) se conserve autour de la tornade. En effet la rotation intense ne peut se maintenir que si une force de pression ramène l'écoulement vers le centre pour luter contre l'inertie du fluide qui tend à poursuivre son mouvement en s'éloignant du centre de rotation. En termes plus imagés c'est comme une fronde : on identifie souvent une force centrifuge qui écarte la pierre vers l'extérieur tandis que la ficelle maintient la pierre en rotation et joue le rôle de la force de pression. Si on revient au fluide, ce ne peut donc être qu'une dépression au centre pour "attirer" le fluide vers le centre.

    Maintenant pour qu'il y ait aspiration au centre de la tornade, il faut rajouter la force de frottement, qui va ralentir la vitesse, donc diminuer la force centrifuge et parallèlement augmenter le moment cinétique (car le vent va faire des cercles de plus en plus petit et donc de plus en plus rapide comme un patineur en rotation qui met ses bras contre son corps). D'autres part, au sein d'une tornade, tu as un phénomène d'emballement qui va faire que l'aspiration vers le centre sera beaucoup plus forte que la force centrifuge résultante. Il faut en fait bien comprendre que la tornade part au départ du haut (mésocyclone) vers le bas (au sol) et non le contraire.
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  14. #11
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Deuxième point. Mais expliquez moi clairement pourquoi le sens cyclonique est largement favorisé!
    Bon on recommence.

    Premier point l'échelle. L'échelle d'une tornade, c'est de quelques dizaines de mètres à maximum 1 km (pour les très grosses). A cette échelle Coriolis est beaucoup trop faible pour expliquer une quelconque force d'inertie s'opposant à la force de pression et qui expliquerait 1 la rotation et 2 le sens de rotation. Bref il n'existe pas d'équilibre géostrophique à l'échelle d'une tornade. A cette échelle, tu mets à la place la force centrifuge qui est beaucoup plus forte que Coriolis. On appelle cela l'équilibre cyclostrophique. La conséquence c'est que comme précédemment 1 cela explique la rotation mais par contre 2 cela n'explique pas un sens de rotation prédisposé.

    Si on s'arrête là dans le raisonnement tu as donc 50% de chance d'avoir une tornade dans un sens ou dans l'autre. D'ailleurs pour les dustdevils (= tourbillon de poussière), c'est le cas, tu as autant de chance de voir un tourbillon dans un sens ou dans l'autre que tu sois dans l'HN ou l'HS.

    Maintenant prenons l'échelle du mésocyclone, soit entre 3 et 15km. A cette échelle Coriolis est toujours trop négligeable. Donc comme précédement.

    Prenons l'échelle de la supercellule, soit entre 20 et 80km. Ca ne marche toujours pas, mais une supercellule est le fruit de processus se déroulant à encore plus grande échelle (échelle synoptique) qui eux sont soumis à la force de Coriolis. Le jet-stream et le cisaillement des vents par exemple sont des processus de très grandes échelles et donc soumis à Coriolis, donc leur disposition à eux est orienté selon Coriolis.

    Reprends maintenant les échelles à l'envers. Le cisaillement des vents structure la supercellule qui forme le mésocyclone qui provoque la tornade. Voilà pourquoi il existe plus de tornade cyclonique que anticyclonique.

    Mais si c'était véritablement Coriolis qui imprimait directement à la tornade le sens de rotation, tu ne pourrais absolument jamais avoir de tornade anticyclonique, or cela existe. Donc Coriolis n'y est directement pour rien, mais Coriolis explique cependant pourquoi indirectement il existe une proportion de tornade cyclonique plus nombreuse que anticyclonique.

    Est-ce plus clair ?
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  15. #12
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Sinon pour juger le niveau de compétence de ta prof, tu vas lui poser une question simple.

    Tu vas lui demander : Est-ce que c'est Coriolis qui explique le sens de rotation des tourbillons dans un lavabo ?

    Si elle te répond oui, c'est qu'elle n'y connait pas grand chose. Si elle dit non, c'est qu'elle est pas si bête.

    Car Coriolis visible dans un lavabo, c'est une légende urbaine absolument fausse.

    PS : si Coriolis t'intéresse, j'ai écrit un article à ce propos ici y'a pas très longtemps : http://www.meteobell.com/__glossaire_c.php#coriolis
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

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  17. #13
    benpotter

    Exclamation Re : Sens de rotation tornade

    Au fait, merci Damien de m'aider ^^
    Maintenant, passons au sujet.
    Ce que je pense avoir compris. l'air en rotation dans le mésocyclone est en équilibre cyclostrophique ce qui signifie qu'il est soumis à deux forces, la force centrifuge et la force de basse pression. Ces deux forces sont opposées et leur somme est égale à Vecteur nulle de sorte que l'air ne peut s'éloigner ou se rapprocher de l'axe de rotation. L'air est alors obligé de s'engoufrer par le bas, il est alors plus près de l'axe de rotation (c'est ça?) et par conservation du moment cinétique, sa vitesse augmente, ce qui provogue un étirement vers le bas du méso. par propagation du mouvement tourbillonaire et vers le haut car la vitesse augmente. Le phénomène se répète, le diamètre diminue, puis à un certain moment, les frottements avec le sol font diminuer la vitesse et donc la force centrifuge, entraîne la création d'un nouveau tourbillon de diamètre plus faible puisque la force de basse pression prédomine. Celui s'étire car il a une plus grande vitesse de rotation et touche le sol (tornade).

    Ce que je ne comprends pas
    On dit que Vecteur F centrifuge + Vecteur F basse pression = Vecteur nul, or d'après Newton, lorsque la somme est nulle, le système est en équilibre ou en mouvement rectigligne uniforme. Or il y a rotation ! et je pense que la vitesse n'est pas constante ! il doit y avoir une autre force qui agit, qui est perpendiculaire aux vecteurs centrifuge et pression et dans la direction du mouvement non???? ou la loi ne s'applique pas ici? Enfin, coriolis agit à grande échelle, ok et influe sur la formation de la supercellule et donc du méso et donc de la tornade, mais comment ne pas penser à ce basculement de rotation du cisaillement des vents qui créé deux méso de sens opposés??? il est bien relevé par un courant ascendant ce vortex horizontal, il crée bien 2 vortex verticaux ascendants et de sens de rotation opposés???

  18. #14
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Je vois que tu es allé faire un tour sur keraunos, j'y reconnais des phrases ^^

    Je ne vais pas faire le dossier à ta place et seulement te répondre à ce que tu ne comprends pas (enfin comme depuis le début en fait)

    Ce que je ne comprends pas
    On dit que Vecteur F centrifuge + Vecteur F basse pression = Vecteur nul, or d'après Newton, lorsque la somme est nulle, le système est en équilibre ou en mouvement rectigligne uniforme. Or il y a rotation ! et je pense que la vitesse n'est pas constante ! il doit y avoir une autre force qui agit, qui est perpendiculaire aux vecteurs centrifuge et pression et dans la direction du mouvement non???? ou la loi ne s'applique pas ici?
    C'est juste, mais c'est ton interprétation qui est fausse. C'est cet équilibre qui maintient ce mouvement de rotation. De plus, tu confonds vitesse, accélération et moment cinétique. La force de pression et la force centrifuge sont des forces qui agissent sur l'accélération. Si il y a équilibre, il n'y a donc plus d'accélération nouvelle et la vitesse de rotation reste donc constante, mais au moment d'atteindre l'équilibre cyclostrophique, le vent avait bien une vitesse initiale. Cette vitesse uniforme de rotation reste donc constante, son moment cinétique aussi. Maintenant si tu fais faire des tours de plus en plus serré au vent autour du centre, pour que le moment cinétique reste constant (proportionel au rayon), la vitesse doit augmenter (effet du patineur).

    Enfin, coriolis agit à grande échelle, ok et influe sur la formation de la supercellule et donc du méso et donc de la tornade, mais comment ne pas penser à ce basculement de rotation du cisaillement des vents qui créé deux méso de sens opposés??? il est bien relevé par un courant ascendant ce vortex horizontal, il crée bien 2 vortex verticaux ascendants et de sens de rotation opposés???
    Bof, ça ce sont de vieilles explications simplistes qui n'ont plus lieu d'être aujourd'hui. Garde-les si tu veux rester simple, mais c'est en fait infiniment plus compliqué.
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  19. #15
    benpotter

    Exclamation Re : Sens de rotation tornade

    ok ^^, juste, le vortex se ressère bien parce que l'air s'engouffre en dessous et est donc "à l'intérieur" soit plus près de l'axe de rotation ?

    et pour la rotation, que fait-on de la loi de newton qui dit que le système est en mouvement rectiligne si les forces se compensent? Parce que à ce que tu m'as dit ce sont ces 2 forces qui permettent la rotation.

    Au fait, les questions fusent parce que la remise du dossier est pour très bientôt

    Et merci encore

  20. #16
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Citation Envoyé par benpotter Voir le message
    ok ^^, juste, le vortex se ressère bien parce que l'air s'engouffre en dessous et est donc "à l'intérieur" soit plus près de l'axe de rotation ?
    Je ne vais pas rentrer dans des détails qui risquent de te compliquer la tâche, donc effectivement pour ton TPE, écrit cela, ça sera très bien.

    et pour la rotation, que fait-on de la loi de newton qui dit que le système est en mouvement rectiligne si les forces se compensent? Parce que à ce que tu m'as dit ce sont ces 2 forces qui permettent la rotation.
    Sauf que cette loi de Newton ne s'applique que dans un repère galiléen. Dans un repère non-galiléen, ce qui est le cas si tu étudies une tornade, cette même loi dit que dans un repère en rotation pour appliquer ton principe d'inertie rectiligne uniforme, tu dois ajouter une force d'inertie qui s'oppose à l'accélération du référentiel : c'est ta force centrifuge.
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

  21. #17
    benpotter

    Re : Sens de rotation tornade

    tu veux dire mouvement d'inertie (donc uniforme car inertie), mais pas rectiligne.

  22. #18
    benpotter

    Exclamation Re : Sens de rotation tornade

    oublie ce que j'ai écris au dessus

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  24. #19
    Damien49

    Re : Sens de rotation tornade

    Citation Envoyé par benpotter Voir le message
    Au fait, merci Damien de m'aider ^^
    Pas de soucis. Tu sembles curieux et poses des questions pertinentes tout en ayant déjà fait une recherche préalable approfondie, donc c'est un plaisir de t'aider.

    Maintenant si tu veux des réponses à des questions qui ont trait plus à la physique elle-même (référentiel, accélération, moment cinétique etc...) et des formules, il y a des gens beaucoup plus calé que moi dans la zone Physique.
    Dernière modification par Damien49 ; 04/02/2011 à 21h37.
    La météorologie, c'est l'art de prévoir ce qui change tout le temps.

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