Forces apparentes |
Pour résoudre les équations régissant une atmosphère, on se place dans le référentiel local, lui-même dans un référentiel tournant avec la planète. Ce référentiel n'est pas inertiel, c'est-à-dire qu'il est en accélération par rapport à un référentiel inertiel. Afin de poser le principe fondamental de la dynamique, il est essentiel de tenir de compte de l'accélération apparente du référentiel d'étude, sous la forme de pseudo-forces.
Traditionnellement et pour des raisons pratiques on parle de force, ou pseudo-force, en multipliant l'accélération apparente par la masse de l'objet. On parlera ici plutôt de l'accélération d'une force apparente afin de s'affranchir du terme de masse, qui disparaitra dans les équations finales.
Les deux forces apparentes à considérer dans le cas d'une atmosphère sont la force centrifuge et la force de Coriolis.
L'expression mathématique des forces apparentes requiert l'emploi du produit vectoriel, défini ainsi:
Le produit vectoriel des vecteurs et s'écrit et correspond au vecteur orthogonal à la fois à et tel que le triplet soit de sens direct. et que le module du produit soit où est l'angle direct de vers . Ainsi, si et sont colinéaires, leur produit vectoriel sera le vecteur nul.
Le produit vectoriel s'écrit avec des coordonnées dans un système cartésien uniquement :
Cette relation n'est pas valable en coordonnées sphériques. Il faut faire la transformartion en coordonnées cartésiennes pour pouvoir utiliser cette relation.