🌪️ Simulation de Cyclogenèse Barocline en Rust

Ce programme implémente une simulation de cyclogenèse barocline basée sur les concepts fondamentaux de la météorologie dynamique des moyennes latitudes, extraits du Tome 1 de "Concepts et Méthodes pour le météorologiste" de Christophe Calas.

🎯 Fonctionnalités

• Simulation de l'interaction barocline entre anomalies thermiques
• Calcul des vitesses verticales et du tourbillon relatif
• Prise en compte de l'effet de la latitude (force de Coriolis)
• Validation complète des paramètres d'entrée
• Gestion des erreurs avec types personnalisés

🔬 Contexte Théorique

Structure Barocline de l'Atmosphère

La simulation se base sur la structure barocline de l'atmosphère dans les latitudes tempérées (30°N-70°N), où l'écoulement atmosphérique est déterminé par trois forces principales :

• Force de Coriolis
• Force de Pression
• Force de Gravité

Ces forces, combinées au chauffage différentiel pôle-équateur, conduisent à une structure atmosphérique barocline caractérisée par une inclinaison des surfaces isobares par rapport aux surfaces isothermes.

Cyclogenèse par Interaction Barocline

Le processus de cyclogenèse est modélisé à travers plusieurs composantes clés :

1. Anomalies Thermiques :

   • En surface : anomalie chaude (cyclonique)
   • En altitude : anomalie froide (anticyclonique)
   • Ces anomalies sont représentées par la structure ThermalAnomaly

2. Développement Vertical :

   • Ascendances à l'avant de l'anomalie
   • Subsidences à l'arrière
   • Modélisé par le calcul des vitesses verticales dans develop_baroclinic_perturbation

3. Tourbillon Relatif :

   • Calcul basé sur le vent thermique et la force de Coriolis
   • Intensification progressive avec le développement de la perturbation
   • Implémenté dans compute_relative_vorticity

💻 Structure du Code

Constantes Physiques

pub struct PhysicalConstants {
    earth_omega: f64,      // Vitesse de rotation de la Terre (rad/s)
    gravity: f64,          // Accélération gravitationnelle (m/s²)
    base_temp: f64,        // Température de référence (K)
}

Paramètres Atmosphériques

pub struct Position {
    latitude: f64,    // Position en degrés Nord
    altitude: f64,    // Altitude en mètres
    pressure: f64,    // Pression en hPa
}

🚀 Installation et Utilisation

# Cloner le repository
git clone https://github.com/LukaChassaing/cyclogenese-rust.git
cd cyclogenese-rust

# Compiler et exécuter
cargo run --release

Exemple d'utilisation dans le code

// Création d'une nouvelle simulation
let mut cyclogenesis = BaroclinicCyclogenesis::new(5.0, -8.0, 45.0)?;

// Simulation sur 24 heures
let results = cyclogenesis.simulate_interaction(24);

// Affichage des résultats
for result in results {
    println!("{}", result.to_string_formatted());
}

📊 Paramètres et Résultats

Paramètres de Simulation

• Latitudes : 30°N à 60°N
• Niveaux de pression :
  • Surface : 1013 hPa
  • Altitude : 500 hPa
• Anomalies de température :
  • Surface : +5°K
  • Altitude : -8°K

Résultats Produits

1. Vitesses Verticales :

   • Unité : cm/s
   • Augmentent avec la latitude
   • S'intensifient avec le temps

2. Tourbillon Relatif :

   • Unité : 10⁻⁵ s⁻¹
   • Plus fort aux latitudes élevées
   • Développement progressif

⚡ Validation et Gestion des Erreurs

Le code inclut une validation complète des paramètres d'entrée :

• Latitudes valides : -90° à +90°
• Pressions valides : 100 à 1100 hPa
• Altitudes valides : -400 à 20000 m
• Anomalies de température : -50 à +50 K

Les erreurs sont gérées via un type personnalisé MeteoError.

📖 Notes Pédagogiques

Ce programme a été conçu comme un mémo et une mise en pratique des notions suivantes :

1. Les mécanismes fondamentaux de la cyclogenèse barocline
2. L'interaction entre les différentes couches atmosphériques
3. L'influence de la latitude sur le développement des dépressions
4. L'importance de la structure thermique dans la dynamique atmosphérique

📝 License

Ce projet est sous licence GNU GPL v3 - voir le fichier LICENSE pour plus de détails.