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Zones critiques de régénération des perturbations d’altitude.

Aux moyennes latitudes, de nombreuses anomalies d’échelle synoptique apparaissent dans la haute troposphère qui évoluent le long des courant-jets. Le champ de déformation de ces derniers étirent ces anomalies d’altitude horizontalement leur causant une forte perte d’énergie. Cependant, ces dernières peuvent temporairement se contracter lorsqu’elles traversent le courant-jet et ainsi se régénérer. Cette traversée se fait en des points très précis le long de l’axe du courant-jet, appelés points critiques comme l’illustre la figure.

Sur chaque vignette de la figure, le même triangle vert apparaît. C’est un point remarquable du courant-jet et plus précisémment le point-selle d’un champ dynamique important appelé déformation effective dont les valeurs positives sont montrées par les plages colorées en rouge. Deux simulations effectuées dans un modèle à une couche sur la sphère sont comparées, l’une nonlinéaire et l’autre linéaire, et sensées représenter l’évolution d’une anomalie d’altitude dans l’environnement précédent. Dans le cas nonlinéaire, la perturbation s’étire d’abord le long des axes de dilatation puis traverse le courant-jet du sud au nord autour du point critique et commence à se contracter tout en gagnant de l’énergie lorsqu’elle dépasse ce même point. Dans le cas linéaire elle reste du côté sud du courant-jet, ne traverse jamais le point critique et ne fait que s’étirer ce qui l’amène à perdre de l’énergie en permanence. Pour conclure le mécanisme mis en évidence par ces simulations dépend des effets combinés de la déformation et des nonlinéarités mais en aucun cas d’une quelconque instabilité linéaire.

Evolutions nonlinéaire (à gauche) et linéaire (à droite) d’une perturbation d’échelle synoptique se déplaçant le long d’un courant-jet présentant un point remarquable autour de 25°W, 54°N et représenté par le triangle vert. Les vignettes du haut et du bas correspondent aux situations après 36H et 48H de simulation respectivement. En bleu, le module de vent associé au courant-jet (intervalle : 10 m/s pour valeurs supérieures à 20 m/s). Les plages colorées en rouge situent les régions de forte déformation effective (intervalle : 5e-10 s-2) et les flèches bleues à double sens sont les axes de dilatation. La vorticité de la perturbation est représentée par les isolignes noires en traits gras (intervalle : 2.5e-4 s-1) ; les traits tirets et pleins correspondant aux valeurs négatives et positives respectivement.