Effet de foehn - Définition

Introduction

Régime de Foehn dans les Pyrénées caractérisé par une bande de ciel bleu (le trou de fœhn) puis, en aval du phénomène, des nuages « soufflés » traduisant un vent puissant

L’effet de foehn, ou effet de föhn, est un phénomène météorologique créé par la rencontre de la circulation atmosphérique et du relief quand un vent dominant est entraîné au-dessus d'une chaîne montagneuse et redescend de l'autre côté après l'assèchement de son contenu en vapeur d'eau. Le nom vient du foehn, un vent fort, chaud et sec que l'on rencontre dans certaines régions d’Europe.

Origine du mot

Le mot foehn de l'allemand Föhn, prononcé [føːn], trouve son origine dans les Alpes. Le mot Föhn vient, quant à lui, du latin flavonius (vent doux), et fut adopté par les dialectes germaniques alpins, certainement via le romanche. Le foehn est donc dans son sens le plus strict un vent de la région des Alpes.

Orthographe

En français, on peut écrire foehn (Dictionnaire Le Robert), föhn ou fœhn (transcription de l'Umlaut, donnée par le Petit Larousse). C'est aussi l'orthographe donnée par le dictionnaire de l'Académie française.

Effets atmosphériques secondaires

Onde de gravité

L'effet de foehn est la première partie de ce qui se passe une fois que l'air est passé de l'autre côté de l'obstacle. En aval, l'air qui se réchauffe adiabatiquement en descendant et devient moins dense. Lorsque sa température dépasse celle de l'environnement, si cela se produit avant de toucher le sol, la poussée d'Archimède le fait rebondir vers le haut jusqu'à ce que son refroidissement le rendre plus froid que l'environnement. Ceci peut produire une alternance de mouvements ascendants et descendants sur de grandes distances en aval des montagnes. En outre apparaissent sous ces ondes orographiques des rotors. Ces mouvements peuvent être associés avec des nuages (cumulus fractus) dans la partie ascendante et de la forte turbulence. Une modélisation correcte du phénomène fait intervenir les équations de la mécanique des fluides en utilisant le gradient de pression, la stabilité de l'air, la friction, la force de Coriolis et la gravité.

Les effets de l'onde de gravité engendrée par le foehn sont appréciés des pilotes de planeur qui peuvent s'élever à de très grandes altitudes. En outre, les mouvement ascendants et descendants dans ces ondes peuvent être très intenses. Il est possible d'avoir des vitesses verticales de 10 m/s. Grâce à ces ascendances, de très longues distances peuvent être parcourues en planeur.

Hydrodynamique et stabilité

Le flux de la masse d'air pourrait être comparé à la circulation d'un liquide. On utilise le nombre de Froude F qui est équivalent au nombre de Mach. Il exprime la relation entre l'énergie cinétique (le carré de la vitesse) et l'énergie potentielle (stabilité et hauteur de la chaîne de montagnes). La valeur critique du nombre de Froude est 1. Dans ce cas, la probabilité d'avoir des ondes orographiques est grande. Si F < 1, le flot est bloqué car l'air est trop stable en amont et la parcelle qui remonte la pente ne peut atteindre le sommet. Si F > 1, alors l'air s'écoule sans oscillations majeures car il n'est pas assez stable et l'onde produite se disperse en altitude.

Le cas correspond à ce que la FAA enseigne quand elle dit que les ondes de gravité ne peuvent se former que si l'air est stable en amont et au sommet de la montagne. Ce qui se passe peut être plus complexe. Par exemple, à Fayence, il se forme des ondes orographiques par temps de mistral qui sont exploitées par les pilotes de planeur locaux. Dans ces conditions l'air est instable à certaines altitudes et il y a souvent des cumulonimbus sur le Mercantour. L'air peut être stable à bas niveau mais l'instabilité absolue ou conditionnelle peut être atteinte lors du soulèvement de la masse d'air. Ceci peut donner des nuages stratiformes dans la couche stable et des nuages cumuliformes au-dessus de celle-ci.

Les phénomènes deviennent ainsi beaucoup plus complexes comme le montre la photographie ci-contre. Ainsi, il peut arriver que la condition de puisse être satisfaite pour générer des ondes de gravité en aval des montagnes mais que des cumulonimbus se forment dans la région en amont.