Les Brises marines

I.Introduction
Par beau temps, sur nos villes, en fin de matinée et milieu d'après-midi souffle un vent faible à modéré qui s'arrête en fin d'après-midi début de soirée suivant la saison.
Celui-ci nait d'une différence thermique entre deux milieux (exemple la mer et le continent) et le vent qui s'établit souffle du milieu le plus froid vers le milieu le plus chaud.

Il est important de ne pas confondre le phénomène de brise et le vent thermique. Il y a souvent une amagalme entre les deux; on entend souvent le terme "vent thermique" pour désigner tout simplement la brise. On retiendra pour la petite histoire que le vent thermique au sens propre du terme, n'a rien de comparable avec la brise, celui-ci est un vent non mesurable par capteur et qui ne concerne pas la couche limite atmosphérique , il permet de relier le champ de température et le champ de vent et il represente le cisaillement de vent ou les variations des paramètres du vent horizontal entre deux niveaux (exemple entre le niveau 500hpa et 700hpa). Le terme thermique vient du fait qu'il est parallèle aux isothermes moyennes entre deux niveaux atmosphériques.
Nous n'irons pas plus loin dans le vent thermique.

II.La brise

Nous avons donné une définition brève de la brise dans le dico-mse
Nous avons en effet défini la brise comme un vent à caractère local, nous pourrions en réalité placer ce type de phénomène dans le cadre de phénomène méso-échelle (les effets se font sentir sur une dizaine de kilomètres). Nous allons donc ressentir la brise jusqu' à la limite nord du département des Bouches du Rhone (si on étudie la brise dans ce département). Au dela, d'autres régimes vont se mettre en place.

II.1: les conditions nécessaires pour l'établissement de la brise

-La première condition est une différence d'au moins 1°C entre les deux milieux. Cette condition est toujours réalisé du fait qu'en journée, la température sur le continent varie plus rapidement et de manière plus importante que la mer. C'est cette condition qui va conditionner l'intensité de la brise, plus le gradient de température entre le continent et la mer est important, plus la brise sera forte.
-Le ciel doit être dégagé et donc une nébulosité faible permettant un réchauffement de l'air par conduction et convection.

-Le vent synoptique doit être faible pour ne pas annuler la brise ou modifier sa direction et ce dernier doit souffler vers le milieu le plus froid.

-Le milieu le plus chaud, autrement dit le continent doit être instable et le milieu le plus froid (la mer) doit présenter un profil stable.

-Le vent vers 1000m doit être diriger vers le milieu le plus froid. cela permet de creer un contre-courant de pente de s"établir.

II.2: Schéma de la brise

Nous avons representé sur la figure ci-dessus le schéma de la brise. On a donc une circuit fermé que l'on appelera une circulation. La circulation se développe à cause de la baroclinie de l'atmosphère.

Le point 1 represente la zone d'instabilité sur le continent, nous avons alors de la convection, cela est du au réchauffement du sol en journée, l'air chaud s'eleve, c'est le front de brise. On peut le reperer l'été par la presence de nuages cumuliformes (cumulus, cumulonimbus dans les situations les plus instables).
Le point 2 est la zone de subsidence, lors du parcours en altitude l'air issue de 1 se refroidit, lorsqu'il devient plus lourd, il descend, dans cette zone, on ne trouvera pas de nuages mais plutot un air sec.
Le point 3 est la representation de la circulation, nous avons un circuit fermé avec comme borne le point 1 et le point 2.

Le point 4 est la brise, du fait que de l'air chaud s'élève sur le continent, il y a comme un phénomène d'aspiration de l'air froid present sur la mer, l'air chaud s'èleve et il est remplacé par de l'air plus frais. La brise est d'autant plus intense que la différence de température entre le sol et la mer est important.
Le point 5 est le contre-courant d'altitude soufflant du chaud vers le froid. L'air chaud s'élevant au point 1 ne peut pas s'éléver indéfiniment, de plus nous avons montré que cette circulation est surmonté par une atmosphère stable, la baroclinie résultante déclenche une circulation de la terre vers la mer.

Petit exemple il possible de calculer l'accéleration de la brise et le temps d'établissement du régime de brise, en partant du théorème de circulation de Bjerknev.
Si on prend comme données initiale: Tair=25°C Teau=18°C.
Pression au sol 1018hpa, on estime que la zone d'instabilité connait sa limite vers 880hpa.
La circulation s'établie sur une distance de 15km, le vent moyen est de 6m/s.
 Alors l'acceleration de la brise est de 9.10^-3 m/s² et le temps d'établissement est alors de 12min.
Si on diminue l'epaisseur de la couche instable (P=900hpa soit une hauteur de 988m) mais que les paramètres de base restent inchangés, il advient que l'acceleration est de 7.10^-3m/s² et le temps d'établissement est alors de 15min.
Maintenant, on revient aux paramètres initiaux mais le gradient de température entre la mer et le continent est plus faible , la température sur le continent est plus faible de l'ordre de 21°C.
Alors, l'acceleration est de 3.8.10^-3m/s² et le temps d'établissement est de 30min.

II.3 Questions sur la brise

Avons-nous toujours de la brise?
La réponse est négative, comme nous l'avons vu en première partie, le vent synoptique doit être faible,or dans notre région, celui-ci l'est rarement, rien que par le fait de la présence du mistral , la brise est souvent annulée. Le cas le plus typique d'un régime de brise modifié par la circulation synoptique est celui de l'été 2003.
Bien que les températures soient élevées (canicule de l'été 2003), les journées de brise sont relativement faibles. La présence d'une puissante dorsale sur la France a favorisé l'établissement d'un régime d'ouest faible sur le département, la brise est venue alors se composer avec ce dernier. Le regime dominant sur la rade de Marseille etait de secteur ouest-sud-ouest.

Quelle est la direction de la brise?
Elle souffle perpendiculairement à la côte mais suivant la géométrie de la côte (concave ou convexe) on peut avoir de la confluence ou de la diffluence.

Quelle action de la brise sur une ile?
Comme la brise souffle perpendiculairement au rivage et du milieu le plus froid vers le milieu le plus chaud, sur une ile, il y a création d'une zone de convergence et donc de convection sur l'ile, il y a creusement d'une dépression thermique qui permet l'entretien d'une circulation cyclonique autour de l'île.

Quelle est la période de prédilection des brises?
Elle commence à se faire sentir fin mai pour se finir fin septembre.

Yohia Christophe