Courant-jet

Un courant-jet, que l’on appelle également « jet stream », désigne une zone relativement petite où se concentrent de fortes rafales de vent. On trouve les courants-jets dans la haute troposphère (voir atmosphère), juste en-dessous de la tropopause (figure 3). La hauteur du courant varie souvent de 9 à 10 km, ce qui correspond à une pression atmosphérique d’environ 300 à 250 hPa. Pour parler de courant-jet, il faut que la vitesse de vent minimale soit de 30 m/s (108 km/h). Les vitesses de vent peuvent être bien supérieures toutefois, et aller jusqu’à 400 km/h.

Les deux plus importants courants-jets sont les courants-jets polaires et les courants-jets subtropicaux. On retrouve chacun d’eux dans les deux hémisphères (figure 1). Le courant-jet polaire de l’hémisphère nord est souvent situé à proximité de nos régions. En général, il se situe entre 45 et 60° de latitude nord, sa position étant plus au Sud en hiver qu’en été. Les courants-jets ont généralement plusieurs milliers de km de long et plusieurs centaines de km de large.

 

Figure 1. Il existe quatre courants-jets fondamentaux dans l’atmosphère terrestre : 1 = courant-jet polaire de l’hémisphère Nord, 2 = courant-jet subtropical de l’hémisphère Nord, 3 = courant-jet subtropical de l’hémisphère Sud, 4 = courant-jet polaire de l’hémisphère Sud.

Dans la figure 2, il apparaît clairement que les vitesses de vent dans le courant connaissent de grosses différences d'un endroit à l'autre, et que celui-ci ne correspond pas à une jolie bande enrobant la Terre comme le suggère la figure 1. Il se peut que certaines régions connaissent un « jet maxima » alors que la vitesse minimale n'est pas atteinte dans d’autres régions. Les courants-jets peuvent en outre faire des méandres, comme dans une rivière. Dans certaines situations, ils peuvent aussi se réorienter par la suite d’ouest en est de manière plus continue.

 

Figure 2. La vitesse du vent est exprimée en m/s, pour une pression correspondant à 300 hPa. Le courant-jet peut parfois faire des méandres, comme le courant d’une rivière.

Développement

Il est difficile d’expliquer comment surviennent les courants-jets. Une chose importante est qu’ils sont associés à des zones qui connaissent de forts gradients de température, en particulier autour des fronts qui séparent les masses d’air. Le courant-jet polaire est ainsi associé au front polaire où se rencontrent les masses d’origine polaire et (sub)tropicale. La figure 3 montre, selon une coupe verticale, l’évolution des isothermes avec la hauteur. Dans l’air (sub)tropical, plus chaud, on retrouve les isothermes dont la différence de densité est beaucoup plus élevée que celle de l’air polaire plus froid. La différence de température horizontale conduit à un gradient horizontal de pression ; par exemple, une pression de 500 hPa sera plus haute en altitude dans l’air tropical plutôt que dans l’air polaire. La rotation de la Terre, et donc la force de Coriolis, fait que l’air de plus haute pression ne va pas se diriger vers les zones de basse pression (soit l’air chaud vers l’air froid), mais que ceux-ci vont finir par souffler parallèlement à la zone frontale. En conséquence, la force du vent va continuer d’augmenter avec l’altitude jusqu’au moment où un pic est atteint au niveau du courant-jet (dans la figure 3, cela se fait à 10km de hauteur). Au-dessus de la tropopause, la vitesse du vent recommence à diminuer.

 

Figure 3. Sur cette figure, le pôle Nord se situe à gauche et l’équateur à droite. Les lignes noires plus épaisses représentent la zone de transition entre l’air tropical chaud et l’air polaire froid. Les isothermes sont plus élevés dans l’air chaud que l’air froid, à cause de la différence de densité, ce qui conduit à une différence de pression et une augmentation de la vitesse des vents avec l’altitude. L’axe du courant-jet (J sur la figure, avec une vitesse de plus de 10m/s) se trouve juste en-dessous de la tropopause (ligne rouge). La zone bleue est caractérisée par de nombreuses turbulences et est une zone dangereuse pur l’aviation.

Importance pour la météo

Lorsqu’un courant-jet se trouve au-dessus ou a proximité de nos régions, le temps sera généralement mauvais. Puisqu’ils sont associés à des zones frontales importantes, cela implique la présence de zones de précipitations et de cyclones extratropicaux. Parfois, le courant-jet se situe clairement au Nord de notre pays et il fait alors plus chaud que la normale. Le temps peut alors être ensoleillé, mais avec d’éventuels orages locaux durant la saison chaude. Lorsque le courant-jet se trouve plus au Sud, il fait plus froid que la normale et de fortes averses sont possibles.

La figure 2 montre qu’il existe dans les courants-jets des zones présentant des vitesses de vent particulièrement fortes. On parle de « jet maxima ». Ces maxima peuvent par exemple creuser encore plus le noyau d’une zone de basse pression déjà existante, et éventuellement la transformer en dépression de tempête.