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LA TEMPERATURE Représentation de la variation de la température avec laltitude. Pour représenter les données issues dun Radio-Sondage : (P,T,U), on utilise.

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1 LA TEMPERATURE Représentation de la variation de la température avec laltitude. Pour représenter les données issues dun Radio-Sondage : (P,T,U), on utilise un diagramme qui caractérise lévolution thermodynamique des particules atmosphériques. Ce diagramme est appelé émagramme

2 LA TEMPERATURE Pression ISOTHERMESTempérature ISOBARES Les isothermes sont inclinées à 45°

3 LA TEMPERATURE Application : Tracer la courbe détat de latmosphère standard : +15°C au niveau 1013 hPa Décroissance de 6,5°C par km jusque 11 km Au-delà de 11 km, température constante et égale à –56,5°C Z (km) T (°C) ,5

4 LA TEMPERATURE Tracer la courbe détat du sondage suivant : P (hPa) T (°C) Quels sont les niveaux pressions de liso 0°C et de liso –10°C? A quel niveau se situe la tropopause? Quel est le type de masse dair correspondant à ce sondage?

5 LA TEMPERATURE Transformation adiabatique de lair sec-Température potentielle 1) Transformation adiabatique : Cest une transformation qui néchange pas de chaleur avec le milieu extérieur. Lair étant un mauvais conducteur, on peut admettre que lors des mouvements verticaux dune particule dair sec, la transformation est adiabatique.

6 LA TEMPERATURE La variation de la température dune particule dair sec (gaz parfait) en fonction de laltitude (pression), au cours dune transformation adiabatique est donnée par la relation : dT Ra dP T Cpa P = Ten °K Ra=constante relative à lair sec= 287,05 J/kg.°K Cpa=chaleur spécifique, à pression constante de lair sec= 1005 J/kg.°K doù Ra/Cpa = 0,286

7 LA TEMPERATURE Soit en intégrant entre 2 niveaux: P0 P1 T1 T0 dT Ra dP T Cpa P = Log T1 Ra Log P1 T0 Cpa P0 =

8 LA TEMPERATURE T1 P1 T0 P0 = Ra/Cpa Daprès la formule, on constate que dans une transformation adiabatique : Ascendance (détente = dP<0) implique un refroidissement dT<0 Subsidence (compression = dP>0) implique un réchauffement de la particule dT>0

9 LA TEMPERATURE loi des gaz parfaits pour une particule de masse unité appliquée à lair sec PV = Ra T doù V = Ra T P P : pression en Pa, V : volume en m 3, T en Kelvin dU=dQ+dW variation dénergie pour une particule Énergie interne Quantité de chaleur travail

10 LA TEMPERATURE et dW= -P dV dQ= 0 car ici la transformation est adiabatique donc dU= -P dV Or dU= Cva dT (loi de Joule) Cva=chaleur massique à volume constant Donc –PdV= Cva dT

11 LA TEMPERATURE dU=-Ra dT + Ra. dP/P=Cva dT (Ra+Cva). dT=Ra T dP/POr Ra=Cpa-Cva (relation de Mayer) Doù Cpa. dT=Ra T dP/P Doù dT/T=Ra/Cpa dP/P dV=Ra. dT/P – T dP/P 2 car V = Ra T/P

12 LA TEMPERATURE Application : Une particule se trouve au niveau de la mer, elle est détendue adiabatiquement jusquau niveau de pression P 1, sa température diminue de 1 degré, calculer P 1 ? ΔP = Cpa P. ΔT Ra T Doù P 1 = 1013,25-12,3=1000,95 hPa ΔP = = ,25. 1 = 12,3hPa 287,05 288

13 LA TEMPERATURE Gradient adiabatique sec =dT/dz =γa= γd Cest le gradient qui donne la variation de la température dune particule dair sec en fonction de laltitude, au cours dune transformation adiabatique dT= Ra. dP or dP= -ρ.g. dz et P= ρ.R.T T Cpa P. Doù dT= –Ra. ρ.g. dz T Cpa ρ.Ra. T Doù γd = dT =-g = - 9,80665 = -0,0098 °C/m dz Cpa 1005

14 LA TEMPERATURE Γd = constante = -9,8 °C/km # -10°C/km soit –1°C/100m Γd =–1°C/100m soit –3°C/1000 ft Le signe moins indique que lorsque la particule sélève, sa température diminue. La valeur du gradient adiabatique sec est indépendante de laltitude.

15 LA TEMPERATURE Sur lémagramme, les transformations adiabatiques de lair sec sont représentées à partir des « adiabatiques sèches » (lignes vertes continues) Application : Une particule dair sec est située au niveau de pression 650 hPa et à une température de –14°C; déterminer la température prise par cette particule détendue adiabatiquement jusquau niveau de pression 550 hPa.

16 LA TEMPERATURE 2) Température potentielle : Cest la température prise par une particule dair sec amenée adiabatiquement jusquau niveau 1000 hPa On la note θ Ra/Cpa Θ = T P 0 Θ et T en °K, P 0 : pression initiale en hPa

17 LA TEMPERATURE Les adiabatiques sèches sont cotées en valeur de θ Les adiabatiques sèches correspondent à des iso θ La température potentielle θ dune particule dair sec ne varie pas au cours dune transformation adiabatique.


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