Anticyclone et inversions thermiques

En situation anticyclonique durant l'hiver, les nuages bas, brumes et brouillards sont parfois tenaces en plaine et en vallée, où le réchauffement diurne peut rester faible. Le temps en montagne peut en revanche être ensoleillé, sec, doux et associé à une excellente visibilité. Le Grand Ballon culmine à 1424 mètres d'altitude : il s'agit du sommet le plus élevé du massif vosgien, depuis lequel les Alpes bernoises et le Mont Blanc étaient visibles dimanche 17 décembre 2023 (photo ci-dessous). Ce jour-là, dans l'est de la France, les températures étaient plus élevées en montagne qu'en plaine.

Figure 1 - Le Mont Blanc vu depuis le Grand Ballon.
 

Le sondage de Payerne, en Suisse, montre le même jour une couche d'inversion (figure 2) caractérisée par un fort accroissement de la température avec l'altitude, au-dessus d'une mince couche saturée près de la surface (stratus). La température est légèrement négative en très basse couche, où par ailleurs le vent est calme à faible d'après les barbules et l'hodographe, mais elle atteint environ 10 °C à 1500 m d'altitude ! L'écart important entre la courbe d'état en rouge et la courbe du point de rosée en vert dans l'atmosphère libre indique une faible humidité relative.

Figure 2 - Radiosondage de Payerne le 17/12/2023 à 11 h UTC. Source : Météociel.

La tropopause était haute pour un jour d'hiver, située à une douzaine de kilomètres d'altitude d'après le sondage. La France était sous l'influence d'une dorsale d'altitude et d'un anticyclone de surface avec une pression réduite au niveau de la mer atteignant 1040 hPa en Europe centrale (figure 3 en haut). Les hauts géopotentiels étaient associés à une masse d'air chaud et particulièrement sec à 850 hPa (figure 3 en bas).

Figure 3 - Altitude géopotentielle à 500 mb (en haut à gauche), pression mer (en haut à droite), température et humidité relative à 850 mb (en bas), le 17/12/2023 Source : NCEP/NCAR, NOAA.

En cours de soirée du 16 décembre, la température sur les crêtes vosgiennes vers 1200 m d'altitude a augmenté. La station météorologique située au Markstein a ainsi enregistré une hausse de 5 °C en deux heures environ, la température passant de -1 °C à 4 °C puis atteignant 5-6 °C au cours de la nuit. Conjointement à ce réchauffement, l'humidité relative s'est abaissée à 10 % pendant la nuit, une valeur extrêmement basse ! Cette évolution peut s'expliquer par la subsidence qui accompagne l'anticyclone (figure 4) : en descendant, l'air subit une compression adiabatique, se réchauffe et s'assèche au-dessus de basses couches demeurant plus froides et humides. Le 18 décembre à midi, alors que le Val de Saône était plongé dans le brouillard par des températures inférieures à 2 °C, on enregistrait plus de 15 °C au Lac Blanc dans le massif des Vosges, à plus de 1000 m d'altitude.

 
Figure 4 - Trajectoire sur 72 heures (3 jours) d'une masse d'air parvenant le 17/12/2023 à 00 h UTC au-dessus de l'Alsace à 920 hPa, d'après GFS. Source : NOAA, HYSPLIT model.

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