Vent

Le vent est le mouvement naturel de l'air ou d'autres gaz par rapport à la surface d'une planète . Les vents se produisent à différentes échelles, depuis les flux orageux durant des dizaines de minutes jusqu'aux brises locales générées par le réchauffement des surfaces terrestres et durant quelques heures, en passant par les vents globaux résultant de la différence d' absorption de l'énergie solaire entre les zones climatiques de la Terre . Les deux principales causes de circulation atmosphérique à grande échelle sont le réchauffement différentiel entre l'équateur et les pôles et la rotation de la planète ( effet Coriolis ). Dans les régions tropicales et subtropicales, les basses circulations thermiques sur le terrain et les hauts plateaux peuvent entraîner des circulations de mousson . Dans les zones côtières, le cycle brise marine /brise de terre peut définir les vents locaux ; dans les zones au relief variable, les brises de montagne et de vallée peuvent prévaloir.

Les vents sont généralement classés selon leur échelle spatiale , leur vitesse et leur direction, les forces qui les provoquent, les régions dans lesquelles ils se produisent et leur effet. Les vents ont divers aspects déterminants tels que la vélocité ( vitesse du vent ), la densité des gaz impliqués et le contenu énergétique ou énergie éolienne . En météorologie , les vents sont souvent désignés en fonction de leur force et de la direction d'où ils soufflent. La convention pour les directions fait référence à la provenance du vent ; par conséquent, un vent « d'ouest » ou « d'ouest » souffle d'ouest en est, un vent « du nord » souffle vers le sud, et ainsi de suite. Cela est parfois contre-intuitif. De courtes rafales de vent à grande vitesse sont appelées rafales . Les vents forts de durée intermédiaire (environ une minute) sont appelés bourrasques . Les vents de longue durée ont divers noms associés à leur force moyenne, tels que brise, coup de vent , tempête et ouragan .

Dans l'espace , le vent solaire est le mouvement des gaz ou des particules chargées provenant du Soleil à travers l'espace, tandis que le vent planétaire est le dégazage d' éléments chimiques légers de l'atmosphère d'une planète vers l'espace. Les vents les plus forts observés sur une planète du système solaire se produisent sur Neptune et Saturne .

Dans la civilisation humaine, le concept du vent a été exploré dans la mythologie , a influencé les événements de l'histoire, a élargi la gamme des transports et de la guerre et a fourni une source d'énergie pour le travail mécanique, l'électricité et les loisirs. Le vent propulse les voyages des voiliers à travers les océans de la Terre. Les montgolfières utilisent le vent pour effectuer de courts trajets et les vols motorisés l'utilisent pour augmenter la portance et réduire la consommation de carburant. Les zones de cisaillement du vent causées par divers phénomènes météorologiques peuvent conduire à des situations dangereuses pour les avions. Lorsque les vents deviennent forts, les arbres et les structures construites par l'homme peuvent être endommagés ou détruits.

Les vents peuvent façonner les reliefs, par le biais de divers processus éoliens tels que la formation de sols fertiles, par exemple le loess , et par l'érosion . La poussière des grands déserts peut être déplacée sur de grandes distances de sa région d'origine par les vents dominants ; les vents accélérés par la topographie accidentée et associés aux poussées de poussière ont reçu des noms régionaux dans diverses parties du monde en raison de leurs effets importants sur ces régions. Le vent affecte également la propagation des incendies de forêt. Les vents peuvent disperser les graines de diverses plantes, permettant la survie et la dispersion de ces espèces végétales, ainsi que des populations d'insectes volants et d'oiseaux. Lorsqu'il est combiné à des températures froides, le vent a un impact négatif sur le bétail. Le vent affecte les réserves de nourriture des animaux, ainsi que leurs stratégies de chasse et de défense.

L'étude du vent est appelée anémologie.

Le vent est causé par les différences de pression atmosphérique, qui sont principalement dues aux différences de température. Lorsqu'il existe une différence de pression atmosphérique , l'air se déplace de la zone de pression la plus élevée vers la zone de pression la plus basse, ce qui entraîne des vents de différentes vitesses. Sur une planète en rotation, l'air sera également dévié par l' effet Coriolis , sauf exactement sur l'équateur. À l'échelle mondiale, les deux principaux facteurs déterminants des schémas de vent à grande échelle (la circulation atmosphérique ) sont le réchauffement différentiel entre l'équateur et les pôles (différence d'absorption de l'énergie solaire conduisant à des forces de flottabilité ) et la rotation de la planète . En dehors des tropiques et en altitude, en raison des effets de friction de la surface, les vents à grande échelle ont tendance à se rapprocher de l'équilibre géostrophique . Près de la surface de la Terre, la friction fait que le vent est plus lent qu'il ne le serait autrement. La friction de surface fait également que les vents soufflent davantage vers l'intérieur dans les zones de basse pression.

Les vents définis par un équilibre de forces physiques sont utilisés dans la décomposition et l'analyse des profils de vent. Ils sont utiles pour simplifier les équations atmosphériques du mouvement et pour formuler des arguments qualitatifs sur la distribution horizontale et verticale des vents horizontaux. La composante du vent géostrophique est le résultat de l'équilibre entre la force de Coriolis et la force du gradient de pression. Il s'écoule parallèlement aux isobares et se rapproche de l'écoulement au-dessus de la couche limite atmosphérique dans les latitudes moyennes. Le vent thermique est la différence du vent géostrophique entre deux niveaux de l'atmosphère. Il n'existe que dans une atmosphère avec des gradients de température horizontaux . La composante du vent agéostrophique est la différence entre le vent réel et le vent géostrophique, qui est responsable du « remplissage » d'air des cyclones au fil du temps. Le vent de gradient est similaire au vent géostrophique mais inclut également la force centrifuge (ou accélération centripète ).

La direction du vent est généralement exprimée en termes de direction d'où il provient. Par exemple, un vent du nord souffle du nord au sud. Les girouettes pivotent pour indiquer la direction du vent. Dans les aéroports, les manches à air indiquent la direction du vent et peuvent également être utilisées pour estimer la vitesse du vent par l'angle de suspension. La vitesse du vent est mesurée par des anémomètres , le plus souvent à l'aide de coupelles ou d'hélices rotatives. Lorsqu'une fréquence de mesure élevée est nécessaire (comme dans les applications de recherche), le vent peut être mesuré par la vitesse de propagation des signaux ultrasonores ou par l'effet de la ventilation sur la résistance d'un fil chauffé. Un autre type d'anémomètre utilise des tubes de Pitot qui tirent parti de la différence de pression entre un tube intérieur et un tube extérieur exposé au vent pour déterminer la pression dynamique, qui est ensuite utilisée pour calculer la vitesse du vent.

Les vitesses du vent soutenues sont signalées à l'échelle mondiale à une hauteur de 10 mètres (33 pieds) et sont moyennées sur une période de 10 minutes. Les États-Unis signalent des vents sur une moyenne d'une minute pour les cyclones tropicaux, et une moyenne de 2 minutes dans les observations météorologiques. L'Inde signale généralement des vents sur une moyenne de 3 minutes. Il est important de connaître la moyenne d'échantillonnage du vent, car la valeur d'un vent soutenu d'une minute est généralement 14 % supérieure à celle d'un vent soutenu de dix minutes. Une courte rafale de vent à grande vitesse est appelée rafale de vent ; une définition technique d'une rafale de vent est : les maxima qui dépassent la vitesse du vent la plus faible mesurée pendant un intervalle de temps de dix minutes de 10 nœuds (19 km/h ; 12 mph) pendant des périodes de quelques secondes. Une bourrasque est une augmentation de la vitesse du vent au-dessus d'un certain seuil, qui dure une minute ou plus.

Pour déterminer les vents en altitude, les radiosondes déterminent la vitesse du vent par GPS , radionavigation ou suivi radar de la sonde. Alternativement, le mouvement de la position du ballon météorologique parent peut être suivi visuellement depuis le sol à l'aide de théodolites . de télédétection du vent comprennent le SODAR , les lidars Doppler et les radars, qui peuvent mesurer le décalage Doppler du rayonnement électromagnétique diffusé ou réfléchi par les aérosols ou les molécules en suspension , et les radiomètres et les radars peuvent être utilisés pour mesurer la rugosité de la surface de l'océan depuis l'espace ou les avions. La rugosité de l'océan peut être utilisée pour estimer la vitesse du vent près de la surface de la mer au-dessus des océans. L'imagerie par satellite géostationnaire peut être utilisée pour estimer les vents au sommet des nuages ​​en fonction de la distance à laquelle les nuages ​​se déplacent d'une image à l'autre. L'ingénierie éolienne décrit l'étude des effets du vent sur l'environnement bâti, y compris les bâtiments, les ponts et autres objets artificiels.

Les modèles peuvent fournir des informations spatiales et temporelles sur le flux d'air. Les informations spatiales peuvent être obtenues par interpolation de données provenant de diverses stations de mesure, ce qui permet de calculer des données horizontales. Alternativement, des profils, tels que le profil logarithmique du vent , peuvent être utilisés pour dériver des informations verticales.

Les informations temporelles sont généralement calculées en résolvant les équations de Navier-Stokes dans les modèles de prévision numérique du temps , en générant des données globales pour les modèles de circulation générale ou des données régionales spécifiques. Le calcul des champs de vent est influencé par des facteurs tels que les différentiels de rayonnement , la rotation de la Terre et le frottement, entre autres. La résolution des équations de Navier-Stokes est un processus numérique qui prend du temps, mais les techniques d'apprentissage automatique peuvent aider à accélérer le temps de calcul.

Les modèles de prévision numérique du temps ont considérablement amélioré notre compréhension de la dynamique atmosphérique et sont devenus des outils indispensables pour la prévision météorologique et la recherche climatique . En exploitant à la fois les données spatiales et temporelles, ces modèles permettent aux scientifiques d'analyser et de prévoir les régimes de vents mondiaux et régionaux, contribuant ainsi à notre compréhension du système atmosphérique complexe de la Terre.

Historiquement, l' échelle de force du vent de Beaufort (créée par Beaufort ) fournit une description empirique de la vitesse du vent en fonction des conditions de mer observées. À l'origine, il s'agissait d'une échelle de 13 niveaux (0 à 12), mais au cours des années 1940, l'échelle a été étendue à 18 niveaux (0 à 17). Il existe des termes généraux qui différencient les vents de différentes vitesses moyennes telles qu'une brise, un coup de vent, une tempête ou un ouragan. Dans l'échelle de Beaufort, les vents de force coup de vent se situent entre 28 nœuds (52 km/h) et 55 nœuds (102 km/h) avec des adjectifs précédents tels que modéré, frais, fort et entier utilisés pour différencier la force du vent dans la catégorie coup de vent. Une tempête a des vents de 56 nœuds (104 km/h) à 63 nœuds (117 km/h). La terminologie des cyclones tropicaux diffère d'une région à l'autre à l'échelle mondiale. La plupart des bassins océaniques utilisent la vitesse moyenne du vent pour déterminer la catégorie du cyclone tropical. Vous trouverez ci-dessous un résumé des classifications utilisées par les centres météorologiques régionaux spécialisés du monde entier :

L' échelle Fujita améliorée (EF Scale) évalue la force des tornades en utilisant les dégâts pour estimer la vitesse du vent. Elle comporte six niveaux, des dégâts visibles à la destruction complète. Elle est utilisée aux États-Unis et dans certains autres pays, dont le Canada et la France, avec de légères modifications.

Le modèle de station tracé sur les cartes météorologiques de surface utilise une barbillon de vent pour indiquer à la fois la direction et la vitesse du vent. La barbillon de vent indique la vitesse à l'aide de « drapeaux » à l'extrémité.

• Chaque moitié d'un drapeau représente 5 nœuds (9,3 km/h ; 5,8 mph) de vent.
• Chaque drapeau complet représente 10 nœuds (19 km/h ; 12 mph) de vent.
• Chaque fanion (triangle rempli) représente 50 nœuds (93 km/h ; 58 mph) de vent.

Les vents sont représentés comme soufflant dans la direction vers laquelle la pointe pointe. Par conséquent, un vent du nord-est sera représenté par une ligne s'étendant du cercle nuageux vers le nord-est, avec des drapeaux indiquant la vitesse du vent à l'extrémité nord-est de cette ligne. Une fois tracées sur une carte, une analyse des isotaches (lignes de vitesses de vent égales) peut être réalisée. Les isotaches sont particulièrement utiles pour diagnostiquer l'emplacement du courant-jet sur les cartes de pression constante de niveau supérieur, et sont généralement situées au niveau de 300 hPa ou au-dessus.

Les vents d'est dominent en moyenne le schéma de flux à travers les pôles, les vents d'ouest soufflent à travers les latitudes moyennes de la Terre, vers les pôles de la crête subtropicale , tandis que les vents d'est dominent à nouveau les tropiques .

Directement sous la dorsale subtropicale se trouvent les latitudes basses, ou latitudes des chevaux, où les vents sont plus faibles. De nombreux déserts de la Terre se situent près de la latitude moyenne de la dorsale subtropicale, où la descente réduit l' humidité relative de la masse d'air. Les vents les plus forts se trouvent aux latitudes moyennes où l'air polaire froid rencontre l'air chaud des tropiques.

Les alizés (également appelés alizés) sont le modèle dominant des vents de surface d'est trouvés dans les tropiques vers l' équateur terrestre . Les alizés soufflent principalement du nord-est dans l'hémisphère nord et du sud-est dans l'hémisphère sud. Les alizés agissent comme le flux directeur des cyclones tropicaux qui se forment au-dessus des océans du monde. Les alizés dirigent également la poussière africaine vers l'ouest à travers l'océan Atlantique jusqu'aux Caraïbes, ainsi que dans certaines parties du sud-est de l'Amérique du Nord.

La mousson est un vent dominant saisonnier qui dure plusieurs mois dans les régions tropicales. Le terme a été utilisé pour la première fois en Inde, au Bangladesh , au Pakistan et dans les pays voisins pour désigner les grands vents saisonniers soufflant de l' océan Indien et de la mer d'Arabie au sud-ouest, apportant de fortes précipitations dans la région. Sa progression vers les pôles est accélérée par le développement d'une dépression thermique sur les continents asiatique, africain et nord-américain de mai à juillet, et sur l'Australie en décembre.

Les vents d'ouest ou vents d'ouest dominants sont les vents dominants aux latitudes moyennes entre 35 et 65 degrés de latitude . Ces vents dominants soufflent d'ouest en est, et dirigent les cyclones extratropicaux de cette manière générale. Les vents viennent principalement du sud-ouest dans l'hémisphère nord et du nord-ouest dans l'hémisphère sud. Ils sont plus forts en hiver lorsque la pression est plus faible au-dessus des pôles, et plus faibles en été et lorsque les pressions sont plus élevées au-dessus des pôles.

Les vents d'ouest, associés aux alizés, ont permis aux voiliers de traverser les océans Atlantique et Pacifique en faisant circuler des itinéraires commerciaux aller-retour. Ils ont en effet entraîné le développement de forts courants océaniques sur les côtés ouest des océans des deux hémisphères par le biais du processus d' intensification occidentale . Ces courants océaniques occidentaux transportent des eaux chaudes subtropicales vers les pôles, en direction des régions polaires . Les vents d'ouest peuvent être particulièrement forts, notamment dans l'hémisphère sud, où il y a moins de terres aux latitudes moyennes pour amplifier le schéma de flux, ce qui ralentit les vents. Les vents d'ouest les plus forts aux latitudes moyennes se situent dans une bande connue sous le nom de quarantièmes rugissants , entre 40 et 50 degrés de latitude au sud de l'équateur. Les vents d’ouest jouent un rôle important dans le transport des eaux chaudes et des vents équatoriaux vers les côtes occidentales des continents, en particulier dans l’hémisphère sud en raison de sa vaste étendue océanique.

Les vents d'est polaires, également appelés cellules polaires de Hadley, sont des vents dominants secs et froids qui soufflent des zones de haute pression des anticyclones polaires aux pôles Nord et Sud vers les zones de basse pression des vents d'ouest aux hautes latitudes. Contrairement aux vents d'ouest, ces vents dominants soufflent d'est en ouest et sont souvent faibles et irréguliers. En raison du faible angle du soleil, l'air froid s'accumule et s'affaisse au pôle, créant des zones de haute pression en surface, forçant un flux d'air sortant vers l'équateur ; ce flux sortant est dévié vers l'ouest par l'effet Coriolis.

Dans les régions côtières, les brises marines et terrestres peuvent être des facteurs importants dans les vents dominants d'un endroit. La mer est réchauffée par le soleil plus lentement en raison de la chaleur spécifique plus élevée de l'eau par rapport à la terre. Lorsque la température de la surface de la terre augmente, la terre réchauffe l'air au-dessus d'elle par conduction. L'air chaud est moins dense que l'environnement environnant et s'élève donc. L'air plus frais au-dessus de la mer, maintenant soumis à une pression au niveau de la mer plus élevée , s'écoule vers l'intérieur des terres dans la pression plus basse, créant une brise plus fraîche près de la côte. Un vent de fond le long de la côte renforce ou affaiblit la brise marine, selon son orientation par rapport à la force de Coriolis.

La nuit, la terre se refroidit plus rapidement que l'océan en raison de différences dans leurs valeurs de chaleur massique. Ce changement de température provoque la dissipation de la brise marine diurne. Lorsque la température à terre descend en dessous de la température au large, la pression sur l'eau sera inférieure à celle de la terre, créant ainsi une brise de terre, à condition qu'un vent de terre ne soit pas assez fort pour s'y opposer.

Sur les surfaces élevées, le réchauffement du sol dépasse le réchauffement de l'air environnant à la même altitude au-dessus du niveau de la mer , créant une dépression thermique associée au-dessus du terrain et renforçant les dépressions thermiques qui auraient autrement existé, et modifiant la circulation du vent de la région. Dans les zones où la topographie accidentée interrompt considérablement le flux de vent environnemental, la circulation du vent entre les montagnes et les vallées est le facteur le plus important des vents dominants. Les collines et les vallées déforment considérablement le flux d'air en augmentant la friction entre l'atmosphère et la masse continentale en agissant comme un blocage physique du flux, déviant le vent parallèlement à la chaîne juste en amont de la topographie, ce qui est connu sous le nom de jet-barrière . Ce jet-barrière peut augmenter le vent de basse altitude de 45 %. La direction du vent change également en raison du contour du terrain.

S'il y a un passage dans la chaîne de montagnes, les vents s'y précipiteront à une vitesse considérable en raison du principe de Bernoulli qui décrit une relation inverse entre la vitesse et la pression. Le flux d'air peut rester turbulent et erratique sur une certaine distance sous le vent dans les paysages plus plats. Ces conditions sont dangereuses pour les avions qui montent et descendent . Les vents froids qui accélèrent à travers les brèches des montagnes ont reçu des noms régionaux. En Amérique centrale, les exemples incluent le vent de Papagayo , le vent de Panama et le vent de Tehuano . En Europe, des vents similaires sont connus sous le nom de Bora , Tramontane et Mistral . Lorsque ces vents soufflent sur des eaux libres, ils augmentent le mélange des couches supérieures de l'océan qui élève les eaux fraîches et riches en nutriments à la surface, ce qui conduit à une augmentation de la vie marine.

Dans les régions montagneuses, la distorsion locale du flux d'air devient sévère. Le terrain accidenté se combine pour produire des modèles d'écoulement et des turbulences imprévisibles, tels que des rotors , qui peuvent être surmontés de nuages ​​lenticulaires . De forts courants ascendants , descendants et tourbillons se développent lorsque l'air s'écoule sur les collines et dans les vallées. Les précipitations orographiques se produisent sur le versant exposé au vent des montagnes et sont causées par le mouvement ascendant d'un flux d'air humide à grande échelle à travers la crête de la montagne, également connu sous le nom de flux ascendant, ce qui entraîne un refroidissement adiabatique et une condensation. Dans les régions montagneuses du monde soumises à des vents relativement constants (par exemple, les alizés), un climat plus humide prévaut généralement sur le versant exposé au vent d'une montagne que sur le versant sous le vent ou sous le vent. L'humidité est éliminée par l'ascendance orographique, laissant de l'air plus sec sur le versant descendant et généralement chaud, sous le vent, où une ombre pluviométrique est observée.

Les vents qui soufflent au-dessus des montagnes vers les altitudes inférieures sont appelés vents descendants. Ces vents sont chauds et secs. En Europe, sous le vent des Alpes , ils sont connus sous le nom de foehn . En Pologne, un exemple est le halny wiatr. En Argentine, le nom local des vents descendants est zonda . À Java, le nom local de ces vents est koembang. En Nouvelle-Zélande, ils sont connus sous le nom d' arche du Nord-Ouest et sont accompagnés de la formation nuageuse qui leur porte le nom et qui a inspiré des œuvres d'art au fil des ans. Dans les grandes plaines des États-Unis, ces vents sont connus sous le nom de chinook . Les vents descendants se produisent également dans les contreforts des Appalaches des États-Unis, et ils peuvent être aussi forts que d'autres vents descendants et inhabituels par rapport aux autres vents de foehn dans la mesure où l'humidité relative change généralement peu en raison de l'augmentation de l'humidité dans la masse d'air source. En Californie, les vents descendants sont canalisés par les cols de montagne, ce qui intensifie leur effet. On peut citer comme exemples les vents de Santa Ana et du coucher du soleil . La vitesse du vent pendant l'effet du vent descendant peut dépasser 160 kilomètres par heure (99 mph).

Le cisaillement du vent, parfois appelé gradient de vent , est une différence de vitesse et de direction du vent sur une distance relativement courte dans l'atmosphère terrestre. Le cisaillement du vent peut être décomposé en composantes verticales et horizontales, le cisaillement horizontal du vent étant observé sur les fronts météorologiques et près de la côte, et le cisaillement vertical généralement près de la surface, mais également à des niveaux plus élevés dans l'atmosphère près des jets de niveau supérieur et des zones frontales en altitude.

Le cisaillement du vent est un phénomène météorologique à micro-échelle qui se produit sur une très petite distance, mais il peut être associé à des caractéristiques météorologiques à méso-échelle ou à l'échelle synoptique telles que les lignes de grains et les fronts froids . Il est généralement observé à proximité des microrafales et des rafales descendantes causées par les orages , des fronts météorologiques, des zones de vents de bas niveau localement plus élevés appelés jets de bas niveau, près des montagnes, des inversions de rayonnement qui se produisent en raison d'un ciel clair et de vents calmes, des bâtiments, des éoliennes , et des voiliers . Le cisaillement du vent a un effet significatif sur le contrôle des avions pendant le décollage et l'atterrissage, et a été une cause importante d'accidents d'avion entraînant de nombreuses pertes en vies humaines aux États-Unis.

Le mouvement du son dans l'atmosphère est affecté par le cisaillement du vent, qui peut courber le front d'onde, ce qui fait que les sons sont entendus là où ils ne le seraient normalement pas, ou vice versa. Un fort cisaillement vertical du vent dans la troposphère inhibe également le développement des cyclones tropicaux , mais aide à organiser les orages individuels en cycles de vie plus longs qui peuvent ensuite produire des conditions météorologiques extrêmes . Le concept de vent thermique explique comment les différences de vitesse du vent avec la hauteur dépendent des différences de température horizontales et explique l'existence du courant-jet .

En tant que force naturelle, le vent était souvent personnifié par un ou plusieurs dieux du vent ou comme une expression du surnaturel dans de nombreuses cultures. Vayu est le dieu védique et hindou du vent. Les dieux grecs du vent comprennent Borée , Notus , Eurus et Zéphyr . Éole , dans diverses interprétations, le souverain ou le gardien des quatre vents, a également été décrit comme Astraeus , le dieu du crépuscule qui a engendré les quatre vents avec Éos , déesse de l'aube. Les anciens Grecs observaient également le changement saisonnier des vents, comme en témoigne la Tour des Vents à Athènes . Venti sont les dieux romains des vents. Fūjin est le dieu japonais du vent et est l'un des plus anciens dieux shintoïstes . Selon la légende, il était présent à la création du monde et a été le premier à laisser sortir les vents de son sac pour débarrasser le monde de la brume. Dans la mythologie nordique , Njörðr est le dieu du vent. Il existe également quatre dvärgar ( nains nordiques ), nommés Norðri, Suðri, Austri et Vestri , et probablement les quatre cerfs d'Yggdrasil , personnifient les quatre vents et sont parallèles aux quatre dieux grecs du vent. Stribog est le nom du dieu slave des vents, du ciel et de l'air. On dit qu'il est l'ancêtre (grand-père) des vents des huit directions.

Kamikaze est un mot japonais, généralement traduit par vent divin, considéré comme un don des dieux. Le terme est d'abord connu pour avoir été utilisé comme nom d'une paire ou d'une série de typhons qui auraient sauvé le Japon de deux flottes mongoles sous Kublai Khan qui ont attaqué le Japon en 1274 et à nouveau en 1281. Vent protestant est un nom pour la tempête qui a dissuadé l' Armada espagnole d'une invasion de l'Angleterre en 1588 où le vent a joué un rôle central, ou les vents favorables qui ont permis à Guillaume d'Orange d'envahir l'Angleterre en 1688. Pendant la campagne d'Égypte de Napoléon , les soldats français ont eu du mal avec le vent khamsin : lorsque la tempête est apparue « comme un jet de sang dans le ciel lointain », les Ottomans sont allés se mettre à l'abri, tandis que les Français « n'ont pas réagi avant qu'il ne soit trop tard, puis se sont étouffés et se sont évanouis dans les murs de poussière aveuglants et suffocants ». Au cours de la campagne d'Afrique du Nord de la Seconde Guerre mondiale, « les troupes alliées et allemandes furent plusieurs fois obligées de s'arrêter au milieu de la bataille à cause des tempêtes de sable provoquées par le khamsin... Les grains de sable tourbillonnés par le vent aveuglaient les soldats et créaient des perturbations électriques qui rendaient les boussoles inutiles. »

Il existe de nombreuses formes différentes de voiliers, mais ils ont tous certains points communs. À l'exception des navires à rotor utilisant l' effet Magnus , tous les voiliers ont une coque , un gréement et au moins un mât pour soutenir les voiles qui utilisent le vent pour propulser le navire. Les voyages en mer en voilier peuvent prendre plusieurs mois, et un risque courant est de devenir calme à cause du manque de vent, ou d'être dévié de la route par de violentes tempêtes ou des vents qui ne permettent pas d'avancer dans la direction souhaitée. Une violente tempête peut entraîner un naufrage et la perte de tous les membres d'équipage. Les voiliers ne peuvent transporter qu'une certaine quantité de provisions dans leur cale , ils doivent donc planifier soigneusement les longs voyages pour inclure des provisions appropriées , y compris de l'eau douce.

Pour les avions aérodynamiques qui évoluent par rapport à l'air, les vents affectent la vitesse au sol, et dans le cas des véhicules plus légers que l'air, le vent peut jouer un rôle important ou unique dans leur mouvement et leur trajectoire au sol . La vitesse du vent de surface est généralement le facteur principal qui régit la direction des opérations de vol dans un aéroport, et les pistes d'aérodrome sont alignées pour tenir compte de la ou des directions du vent communes de la zone locale. Bien qu'un décollage avec un vent arrière puisse être nécessaire dans certaines circonstances, un vent de face est généralement souhaitable. Un vent arrière augmente la distance de décollage requise et diminue la pente de montée.

Les anciens Cinghalais d' Anuradhapura et d'autres villes du Sri Lanka utilisaient les vents de mousson pour alimenter les fours dès 300 av. J.-C. Les fours étaient construits sur le chemin des vents de mousson pour porter la température à l'intérieur jusqu'à 1 200 °C (2 190 °F). Un moulin à vent rudimentaire était utilisé pour alimenter un orgue au premier siècle de notre ère. Des moulins à vent ont ensuite été construits au Sistan , en Afghanistan , à partir du VIIe siècle de notre ère. Il s'agissait de moulins à vent à essieu vertical, avec des voiles recouvertes de nattes de roseau ou de tissu. Ces moulins à vent étaient utilisés pour moudre le maïs et puiser de l'eau, et étaient utilisés dans les industries de la mouture du grain et de la canne à sucre. Les moulins à vent à essieu horizontal ont ensuite été largement utilisés dans le nord-ouest de l'Europe pour moudre la farine à partir des années 1180, et de nombreux moulins à vent hollandais existent encore.

L'énergie éolienne est aujourd'hui l'une des principales sources d' énergie renouvelable et son utilisation connaît une croissance rapide, stimulée par l'innovation et la baisse des prix. La majeure partie de la capacité installée en énergie éolienne se trouve sur terre , mais l'énergie éolienne offshore offre un potentiel important car la vitesse du vent est généralement plus élevée et plus constante loin des côtes. L'énergie éolienne, l' énergie cinétique de l'air, est proportionnelle à la troisième puissance de la vitesse du vent. La loi de Betz décrit la limite supérieure théorique de la fraction de cette énergie que les éoliennes peuvent extraire, qui est d'environ 59 %.

Le vent joue un rôle important dans plusieurs sports populaires, notamment le deltaplane récréatif , la montgolfière , le cerf -volant, le snowkite , le kite landboard , le kite surf , le parapente , la voile et la planche à voile . En vol à voile, les gradients de vent juste au-dessus de la surface affectent les phases de décollage et d'atterrissage d'un planeur . Le gradient de vent peut avoir un effet notable sur les lancements au sol , également appelés lancements au treuil ou lancements au câble. Si le gradient de vent est important ou soudain, ou les deux, et que le pilote maintient la même assiette de tangage, la vitesse indiquée augmentera, dépassant éventuellement la vitesse maximale de remorquage au sol. Le pilote doit ajuster la vitesse de l'air pour faire face à l'effet du gradient. Lors de l'atterrissage, le cisaillement du vent est également un danger, en particulier lorsque les vents sont forts. Lorsque le planeur descend à travers le gradient de vent lors de l'approche finale de l'atterrissage, la vitesse de l'air diminue tandis que le taux de chute augmente, et il n'y a pas suffisamment de temps pour accélérer avant le contact avec le sol. Le pilote doit anticiper le gradient du vent et utiliser une vitesse d'approche plus élevée pour le compenser.

Dans les climats arides, la principale source d'érosion est le vent. La circulation générale du vent déplace de petites particules telles que la poussière à travers de vastes océans à des milliers de kilomètres sous le vent de leur point d'origine, ce que l'on appelle la déflation. Les vents d'ouest dans les latitudes moyennes de la planète entraînent le mouvement des courants océaniques d'ouest en est à travers les océans du monde. Le vent joue un rôle très important en aidant les plantes et autres organismes immobiles à disperser les graines, les spores, le pollen, etc. Bien que le vent ne soit pas la principale forme de dispersion des graines chez les plantes, il assure la dispersion d'un pourcentage important de la biomasse des plantes terrestres.

L'érosion peut être le résultat du déplacement de matériaux par le vent. Il y a deux effets principaux. Tout d'abord, le vent soulève de petites particules qui sont donc déplacées vers une autre région. C'est ce qu'on appelle la déflation. Ensuite, ces particules en suspension peuvent impacter des objets solides provoquant une érosion par abrasion (succession écologique). L'érosion éolienne se produit généralement dans des zones avec peu ou pas de végétation, souvent dans des zones où les précipitations sont insuffisantes pour soutenir la végétation. Un exemple est la formation de dunes de sable , sur une plage ou dans un désert. Le loess est un sédiment homogène, généralement non stratifié, poreux, friable , légèrement cohérent, souvent calcaire, à grains fins, limoneux , jaune pâle ou chamois, emporté par le vent (éolien) . [ Il se présente généralement sous la forme d'un dépôt de couverture étendu qui couvre des zones de plusieurs centaines de kilomètres carrés et des dizaines de mètres d'épaisseur. Le loess se trouve souvent sur des parois abruptes ou verticales. Le loess a tendance à se développer en sols très riches. Dans des conditions climatiques appropriées, les zones de loess sont parmi les plus productives du monde sur le plan agricole. Les dépôts de loess sont géologiquement instables par nature et s'érodent très facilement. Par conséquent, les agriculteurs plantent souvent des brise-vent (tels que de grands arbres et des buissons) pour réduire l'érosion éolienne du loess.

Au milieu de l’été (juillet dans l’hémisphère nord), les alizés qui se déplacent vers l’ouest au sud de la dorsale subtropicale se déplacent vers le nord-ouest des Caraïbes jusqu’au sud-est de l’Amérique du Nord. Lorsque la poussière du Sahara qui se déplace autour de la périphérie sud de la dorsale dans la ceinture des alizés se déplace sur terre, les précipitations sont supprimées et le ciel passe d’une apparence bleue à une apparence blanche, ce qui conduit à une augmentation des couchers de soleil rouges. Sa présence a un impact négatif sur la qualité de l’air en augmentant le nombre de particules en suspension dans l’air. Plus de 50 % de la poussière africaine qui atteint les États-Unis affecte la Floride. Depuis 1970, les épidémies de poussière se sont aggravées en raison des périodes de sécheresse en Afrique. Il existe une grande variabilité dans le transport de poussière vers les Caraïbes et la Floride d’une année à l’autre. Les épisodes de poussière ont été liés à un déclin de la santé des récifs coralliens dans les Caraïbes et en Floride, principalement depuis les années 1970. Des panaches de poussière similaires proviennent du désert de Gobi et, combinés aux polluants, se propagent sur de grandes distances sous le vent, ou vers l'est, jusqu'en Amérique du Nord.

Il existe des noms locaux pour les vents associés aux tempêtes de sable et de poussière. Le Calima transporte de la poussière dans les îles Canaries avec des vents du sud-est . L' Harmattan transporte de la poussière pendant l'hiver dans le golfe de Guinée . Le Sirocco apporte de la poussière d'Afrique du Nord vers le sud de l'Europe en raison du mouvement des cyclones extratropicaux à travers la Méditerranée. Les systèmes de tempêtes printanières se déplaçant à travers la mer Méditerranée orientale provoquent le transport de poussière à travers l'Égypte et la péninsule arabique , qui sont localement connues sous le nom de Khamsin . [ Le Shamal est causé par des fronts froids qui soulèvent de la poussière dans l'atmosphère pendant plusieurs jours à travers les États du golfe Persique .

La dispersion des graines par le vent, ou anémochorie , est l'un des moyens de dispersion les plus primitifs. La dispersion par le vent peut prendre l'une des deux formes principales : les graines peuvent flotter dans la brise ou, au contraire, elles peuvent flotter jusqu'au sol. Les exemples classiques de ces mécanismes de dispersion comprennent les pissenlits ( Taraxacum spp., Asteraceae ), qui ont un pappus plumeux attaché à leurs graines et peuvent être dispersées sur de longues distances, et les érables ( Acer (genre) spp., Sapindaceae ), qui ont des graines ailées et flottent jusqu'au sol. Une contrainte importante à la dispersion par le vent est la nécessité d'une production abondante de graines pour maximiser la probabilité qu'une graine atterrisse dans un site propice à la germination . Il existe également de fortes contraintes évolutives sur ce mécanisme de dispersion. Par exemple, les espèces d'Asteraceae sur les îles avaient tendance à avoir des capacités de dispersion réduites (c'est-à-dire une masse de graines plus importante et un pappus plus petit) par rapport à la même espèce sur le continent. La dispersion par le vent est courante chez de nombreuses espèces adventices ou rudérales . Parmi les mécanismes inhabituels de dispersion par le vent, on trouve les tumbleweeds . Un processus apparenté à l'anémochorie est l'anémophilie , qui est le processus par lequel le pollen est distribué par le vent. De grandes familles de plantes sont pollinisées de cette manière, ce qui est favorisé lorsque les individus de l'espèce végétale dominante sont rapprochés.

Le vent limite également la croissance des arbres. Sur les côtes et les montagnes isolées, la limite des arbres est souvent beaucoup plus basse qu'à des altitudes correspondantes à l'intérieur des terres et dans les systèmes montagneux plus vastes et plus complexes, car les vents forts réduisent la croissance des arbres. Les vents violents érodent les sols minces [ 121 et endommagent les branches et les brindilles. Lorsque des vents violents renversent ou déracinent des arbres, le processus est connu sous le nom de chablis . Ce phénomène se produit le plus souvent sur les pentes exposées au vent des montagnes, les cas graves se produisant généralement dans les peuplements d'arbres âgés de 75 ans ou plus. Les variétés végétales proches de la côte, telles que l' épicéa de Sitka et le raisin de mer , sont élaguées par le vent et les embruns près du littoral.

Le vent peut également endommager les plantes par abrasion du sable. Les vents forts soulèvent le sable et la terre végétale et les projettent dans les airs à des vitesses allant de 40 à 64 km/h. Le sable emporté par le vent cause des dommages importants aux jeunes plants car il rompt les cellules végétales, les rendant vulnérables à l'évaporation et à la sécheresse. À l'aide d'une sableuse mécanique en laboratoire, des scientifiques affiliés au Service de recherche agricole ont étudié les effets de l'abrasion du sable emporté par le vent sur les jeunes plants de coton. L'étude a montré que les jeunes plants réagissaient aux dommages causés par l'abrasion du sable emporté par le vent en transférant l'énergie de la croissance des tiges et des racines à la croissance et à la réparation des tiges endommagées. Après une période de quatre semaines, la croissance du jeune plant est redevenue uniforme dans toute la plante, comme elle l'était avant l'abrasion du sable emporté par le vent.

Outre les gamètes (graines) des plantes, le vent aide également les ennemis des plantes : les spores et autres propagules d' agents pathogènes des plantes sont encore plus légères et capables de parcourir de longues distances. On sait que quelques maladies des plantes ont traversé des mers marginales et même des océans entiers. Les humains sont incapables d'empêcher ou même de ralentir la dispersion des agents pathogènes des plantes par le vent, ce qui nécessite plutôt des prévisions et des améliorations.

Les bovins et les moutons sont sujets au refroidissement éolien causé par une combinaison de vent et de températures froides, lorsque les vents dépassent 40 kilomètres par heure (25 mph), rendant leurs couvertures de poils et de laine inefficaces. Bien que les manchots utilisent à la fois une couche de graisse et de plumes pour se protéger du froid dans l'eau et dans l'air, leurs nageoires et leurs pieds sont moins immunisés contre le froid. Dans les climats les plus froids comme l'Antarctique , les manchots empereurs utilisent un comportement de regroupement pour survivre au vent et au froid, alternant continuellement les membres à l'extérieur du groupe assemblé, ce qui réduit la perte de chaleur de 50 %. Les insectes volants , un sous-ensemble d' arthropodes , sont emportés par les vents dominants, tandis que les oiseaux suivent leur propre trajectoire en profitant des conditions de vent, afin de voler ou de planer. Ainsi, les motifs de lignes fines dans l'imagerie radar météorologique , associés à des vents convergents, sont dominés par les retours d'insectes. La migration des oiseaux, qui a tendance à se produire la nuit dans les 7 000 pieds (2 100 m) les plus bas de l' atmosphère terrestre , contamine les profils de vent recueillis par les radars météorologiques, en particulier le WSR-88D , en augmentant les retours de vent environnementaux de 15 nœuds (28 km/h) à 30 nœuds (56 km/h).

Les pikas utilisent un mur de galets pour stocker des plantes et des herbes sèches pour l'hiver afin de protéger la nourriture contre le vent. Les cafards utilisent les vents légers qui précèdent les attaques de prédateurs potentiels , comme les crapauds , pour survivre à leurs rencontres. Leurs cerques sont très sensibles au vent et les aident à survivre à la moitié de leurs attaques. Les wapitis ont un odorat très développé qui leur permet de détecter d'éventuels prédateurs au vent à une distance de 800 m. Une augmentation du vent au-dessus de 15 kilomètres par heure (9,3 mph) signale aux goélands bourgmestres d'augmenter leur recherche de nourriture et leurs attaques aériennes sur les guillemots de Brünnich .

Les vents violents sont connus pour causer des dommages, en fonction de l'ampleur de leur vitesse et de la différence de pression. Les pressions du vent sont positives du côté au vent d'une structure et négatives du côté sous le vent. Des rafales de vent peu fréquentes peuvent faire osciller des ponts suspendus mal conçus . Lorsque les rafales de vent ont une fréquence similaire à celle du balancement du pont, le pont peut être détruit plus facilement, comme ce qui s'est produit avec le pont de Tacoma Narrows en 1940. Des vitesses de vent aussi basses que 23 nœuds (43 km/h) peuvent entraîner des pannes de courant en raison des branches d'arbres perturbant le flux d'énergie à travers les lignes électriques. Bien qu'aucune espèce d'arbre ne soit garantie de résister aux vents de force ouragan, ceux qui ont des racines peu profondes sont plus susceptibles de se déraciner, et les arbres cassants comme l'eucalyptus , l'hibiscus de mer et l'avocat sont plus susceptibles d'être endommagés. Les vents de force ouragan causent des dommages importants aux maisons mobiles et commencent à endommager structurellement les maisons avec fondations. Des vents de cette force, dus à des vents descendants, peuvent briser les vitres et sabrer la peinture des voitures. Lorsque les vents dépassent 135 nœuds (250 km/h), les maisons s'effondrent complètement et des dommages importants sont causés aux plus grands bâtiments. La destruction totale des structures artificielles se produit lorsque les vents atteignent 175 nœuds (324 km/h). L' échelle de Saffir-Simpson et l'échelle de Fujita améliorée ont été conçues pour aider à estimer la vitesse du vent à partir des dommages causés par les vents violents liés aux cyclones tropicaux et aux tornades , et vice versa.

L' île Barrow en Australie détient le record de la plus forte rafale de vent, atteignant 408 km/h (253 mph) lors du cyclone tropical Olivia le 10 avril 1996, surpassant le précédent record de 372 km/h (231 mph) établi sur le mont Washington (New Hampshire) l'après-midi du 12 avril 1934.

L'intensité des feux de forêt augmente pendant la journée. Par exemple, les taux de combustion des bûches qui couvent sont jusqu'à cinq fois plus élevés pendant la journée en raison de la baisse de l'humidité, de la hausse des températures et de l'augmentation de la vitesse du vent. La ​​lumière du soleil réchauffe le sol pendant la journée et provoque des courants d'air qui montent en pente et descendent pendant la nuit à mesure que le sol se refroidit. Les feux de forêt sont attisés par ces vents et suivent souvent les courants d'air au-dessus des collines et à travers les vallées. Les opérations de lutte contre les feux de forêt aux États-Unis s'articulent autour d'une journée de 24 heures qui commence à 10 heures du matin en raison de l'augmentation prévisible de l'intensité résultant de la chaleur diurne.

Le vent solaire est très différent du vent terrestre, car il provient du Soleil et est composé de particules chargées qui se sont échappées de l'atmosphère solaire. Tout comme le vent solaire, le vent planétaire est composé de gaz légers qui s'échappent des atmosphères planétaires. Sur de longues périodes, le vent planétaire peut modifier radicalement la composition des atmosphères planétaires.

Le vent le plus rapide jamais enregistré provient du disque d'accrétion du trou noir IGR J17091-3624 . Sa vitesse est de 32 000 000 km/h, soit 3 % de la vitesse de la lumière .

Le vent hydrodynamique dans la partie supérieure de l'atmosphère d'une planète permet aux éléments chimiques légers tels que l'hydrogène de se déplacer jusqu'à l' exobase , la limite inférieure de l' exosphère , où les gaz peuvent alors atteindre la vitesse de libération , pénétrant dans l'espace sans impacter d'autres particules de gaz. Ce type de perte de gaz d'une planète vers l'espace est connu sous le nom de vent planétaire. Un tel processus au cours du temps géologique fait que des planètes riches en eau comme la Terre évoluent en planètes comme Vénus . De plus, les planètes avec des atmosphères inférieures plus chaudes pourraient accélérer le taux de perte d'hydrogène.

Le vent solaire est un flux de particules chargées , un plasma , éjecté de la haute atmosphère du Soleil à une vitesse de 400 kilomètres par seconde. Il est principalement composé d' électrons et de protons d'une énergie d'environ 1 keV . Le flux de particules varie en température et en vitesse avec le temps. Ces particules sont capables d'échapper à la gravité du Soleil , en partie à cause de la température élevée de la couronne , mais aussi à cause de l'énergie cinétique élevée que les particules acquièrent par un processus qui n'est pas bien compris. Le vent solaire crée l' héliosphère , une vaste bulle dans le milieu interstellaire entourant le système solaire. Les planètes ont besoin de grands champs magnétiques pour réduire l'ionisation de leur haute atmosphère par le vent solaire. D'autres phénomènes causés par le vent solaire comprennent les tempêtes géomagnétiques qui peuvent détruire les réseaux électriques sur Terre, les aurores boréales , et les queues de plasma des comètes qui pointent toujours à l'opposé du Soleil. [

Des vents forts de 300 kilomètres par heure (190 mph) au sommet des nuages ​​de Vénus font le tour de la planète tous les quatre à cinq jours terrestres. Lorsque les pôles de Mars sont exposés à la lumière du soleil après leur hiver, le CO2 gelé _se sublime , créant des vents importants qui balayent les pôles à une vitesse pouvant atteindre 400 kilomètres par heure (250 mph), ce qui transporte ensuite de grandes quantités de poussière et de vapeur d'eau sur son paysage . D'autres vents martiens ont donné lieu à des événements de nettoyage et à des tourbillons de poussière . Sur Jupiter , des vitesses de vent de 100 mètres par seconde (220 mph) sont courantes dans les courants-jets zonaux. Les vents de Saturne sont parmi les plus rapides du système solaire. Les données de Cassini-Huygens ont indiqué des vents d'est de pointe de 375 mètres par seconde (840 mph). Sur Uranus , les vents de l'hémisphère nord atteignent jusqu'à 240 mètres par seconde (540 mph) à près de 50 degrés de latitude nord. Au sommet des nuages ​​de Neptune , les vents dominants varient en vitesse de 400 mètres par seconde (890 mph) le long de l'équateur à 250 mètres par seconde (560 mph) aux pôles. À 70° de latitude sud sur Neptune, un courant-jet à grande vitesse se déplace à une vitesse de 300 mètres par seconde (670 mph). Le vent le plus rapide sur une planète connue se trouve sur HD 80606 b située à 190 années-lumière , où il souffle à plus de 11 000 mph ou 5 km/s.