ADIABATISME STABILITE - INSTABILITE

XIII – ADIABATISME / STABILITE - INSTABILITE 1 - LES TRANSFORMATIONS ADIABATIQUES   Les propriétés de l’air Propriétés thermiques Adiabatisme Définition Détente Compression L’humidité Rôle Évolution Saturation Condensation Précipitation Schémas 2 – STABILITE Définition Cas particuliers Inversion Isothermie   3 – INSTABILITE Cas particulier : la convection 4 - CONCLUSIONS SECURITE

1 – LES TRANSFORMATIONS ADIABATIQUES Les propriétés de l’air : L’air est un fluide composé comme suit : Gaz constituants  de l'air sec Volumes (en %) Azote (N2) 78,09 Oxygène (O2) 20,95 Argon (A) 0,93 Dioxyde de carbone (CO2) 0,035 Néon (Ne) 1,8x10-3 Hélium (He) 5,24x10-4 Krypton (Kr) 1,0x10-4 Hydrogène (H2) 5,0x10-5 Xénon (Xe) 8,0x10-6 Ozone (O3) 1,0x10-6 Radon (Rn) 6,0x10-18 ≈1% Sa masse volumique, de symbole r (Rhô) = 1,225 kg/m3 La valeur standard de la pression exercée par l’air (pression atmosphérique) = 1013,25 hPa

1 – LES TRANSFORMATIONS ADIABATIQUES (suite 1) Adiabatisme : État d’un système qui ne communique, ni ne reçoit aucune quantité de chaleur.  refroidissement par détente  réchauffement par compression

l’air est un très mauvais conducteur DEDIOU V’LA L’AIR !!! l’air est un très mauvais conducteur AIR

Zy va !! té pas d’ la téci toi ? l’air ne se mélange pas HE L’AIR TU VIENS ? Zy va !! té pas d’ la téci toi ?

l’air garde ses propriétés thermiques T’arriveras pas à m’échauffer; et encore moins à me refroidir Il manque pas d’air celui-la

LESTRANSFORMATION ADIABATIQUES 11° ATMOSPHERE STABLE 11° 08.5° 12° 12° ATMOSPHERE INSTABLE 13° 14° 15° 14.5° 11° 11°

 comment tient-elle dans ce volume ?. L’humidité :  Elle fait office de régulateur Le taux d'humidité de l'air caractérise la quantité de vapeur d'eau présente dans la masse d'air considérée à une température donnée. Un taux de 100% correspond à de l'air saturé en humidité, avec apparition du phénomène de condensation. H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O elle est accrochée à des particules en suspension dans l’air (poussières, sels marin, pollens etc…) appelées noyaux de condensation Lors du refroidissement de la masse d’air, son volume diminue, l’humidité va avoir de moins en moins de place, elle va donc se matérialiser et passer par les stades suivants :  à un volume donné, correspond un certain taux d’humidité maximum  comment tient-elle dans ce volume ?. Étudions maintenant l’évolution de cette humidité …

En plaine - stade de condensation  brouillard, nuage - stade de saturation  nuage noir En plaine - stade de précipitation  pluie, bruine (liquide)  neige, grèle (solide)

1 – LES TRANSFORMATIONS ADIABATIQUES (suite 4) sur un relief Quand r (Rhô) diminue, la température diminue Quand r (Rhô) augmente, la température augmente

Entre deux fronts

Isothermie : Inversion : 2 – STABILITE Définition :  Une masse d’air est dite stable lorsque la décroissance de sa température est inférieure à 1° par 100 m. Cas particuliers : Isothermie : La température reste constante dans une plage d’altitude. Inversion : La température augmente avec l’altitude.

INSTABILITE Définition :  Une masse d’air est dite instable lorsque la décroissance de sa température est supérieure à 1° par 100 m. Cas particulier : La convection :  C’est un mouvement vertical de l’air :  les couches en contact avec le sol sont réchauffées par le soleil (elles peuvent gagner jusqu’à 10°)  donc, les particules d’air montent en subissant un refroidissement adiabatique  la place libre est prise par de l’air froid qui, à son tour, s’échauffe et monte  Ce processus est donc entretenu  Le mouvement ascendant est limité en altitude par une couche stable  Ce refroidissement, entraînant la condensation d’eau, il y a donc apparition de nuage  Ce mouvement se poursuit par une transformation adiabatique saturée, c’est à dire en air nuageux jusqu’à une couche stable d’équilibre thermique : c’est le sommet des nuages.

4 – CONCLUSIONS SECURITE  Inversion et isothermie : pas de soucis  Convection = instabilité