Les théories d’instabilité (barocline et/ou barotrope) ont longtemps été les seules explication de la naissance des nouvelles dépressions.

On met en évidence ici un mécanisme mettant en jeu la dynamique barotrope de l’atmosphère : tout se passe dans les basses couches de l’atmosphère c’est à dire dans les 1500 premiers mètres.

Ce mécanisme a été mis en évidence lors de l’apparition du tourbillon de basses couches de la dépression la mieux étudiée de la campagne FASTEX   lors de la 17e période d’observation intensive (Joly et al., 1999, Arbogast et Joly, 1998, Mallet et al. 1999, Cammas et al, 1999, Arbogast 2004).

Les structures préexistantes nécessaires à l’apparition d’une nouvelle dépression sont au nombre de 2 le 16 Février 1997 à 18UTC (voir figures ci-dessus) : la première est une bande de tourbillon (ou vorticité) d’intensité modérée (en bleu ciel sur la figure), orientée est-ouest et généralement liée au système dépressionnaire précédent (celui qui approche ou qui a déjà atteint les côtes de l’Europe). La seconde est une dépression située au nord-est de la région d’apparition de la nouvelle dépression (en bleu foncé sur la figure). Cette dépression prend généralement sa source sur le continent nord-américain. Elle peut être représentée ou « résumée » par un maximum local de tourbillon.

Il est alors possible d’estimer la composante du vent que l’on aurait si cet élément de tourbillon était seul présent. Il s’agit de la part du vent que l’on peut « attribuer » à l’élément de tourbillon (les flèches bleues sur la figure ci-dessous).

Cet écoulement tourne autour du maximum de tourbillon dans le sens cyclonique et, bien que de faible intensité à grande distance de sa source de tourbillon, il interagit avec le front pour donner naissance à des perturbations sur les bords nord et sud de la bande de tourbillon également préexistante.

Ces 2 nouvelles perturbations sont situées sur des zones de gradient nord-sud de tourbillon. Les résultats sur la propagation des ondes de Rossby généralisées peuvent donc s’appliquer. Ces deux structures peuvent aussi être considérées comme des anomalies de tourbillon auxquelles une part de l’écoulement peut être attribuée en l’occurrence une anomalie cyclonique de vent dans la région de l’anomalie positive de tourbillon située sur le flanc nord de la bande de tourbillon (voir figure ci-dessous).

On constate que dans la zone délimitée par le trait pointillé rouge la perturbation initiale (en bleu) et sa conséquence (en noir) se superposent . On illustre ainsi l’amplification de la perturbation initiale induite par la dépression isolée préexistante. A partir d’une certaine amplitude cette perturbation de vent peut briser la symétrie bi-dimensionnelle de la bande de tourbillon et dans le même temps donner naissance à un nouveau tourbillon.

Une phase de cyclogénèse intense d’origine barocline succède à cette phase d’initiation du système. La figure ci-dessus montre le système nuageux conséquence de la condensation des particules d’air atmosphérique liée à l’ascendance au cœur de la dépression. La forme, notamment la courbure, du système nuageux est influencée par la présence d’un tourbillon d’altitude.