La stabilité verticale
Notion de stabilité statique verticale d ’une particule neutre instable stable
Méthode de la particule Nous faisons les suppositions suivantes: A) le processus est adiabatique B) la particule ne se mélange pas avec et l ’environnement n ’est pas soumise au frottement avec celui-ci C) pas de mouvements compensatoires dans l ’environnement. D) On néglige la pesanteur de l ’eau liquide
Méthode de la particule Pourquoi l ’hypothèse adiabatique est plausible? A) l ’air est un mauvais conducteur B) le mélange de la particule avec l ’environnement est lent C) les changements de température dus au processus radiatifs et de conduction sont petits comparativement à ceux dus aux processus adiabatiques
Méthode de la particule Cependant le mélange de l ’air avec son environnement est très important dans certaines conditions: par exemple dans la région de développement d ’un cumulonimbus il a souvent de l ’entraînement de l ’air environnant dans la masse nuageuse. Il faut utiliser des méthodes spéciales pour tenir compte de l ’entraînement dans le changement de la stabilité.
Notion de stabilité verticale d ’une particule Ce qu ’il faut toujours avoir en tête: 1) Le profil de température de l ’environnement peut être quelconque: on le mesure par radiosondage 2) La variation de température de la particule est adiabatique: Taux de variation verticale (gradient thermique) de la température avant la saturation, d Taux de variation verticale de température après la saturation, s
Notion de stabilité verticale d ’une particule Le profil de température de l ’environnement peut être quelconque: on le mesure par radiosondage Le gradient thermique est le taux de décroissance de la température en fonction de la hauteur Distribution d ’un exemple
Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air sec Premier principe: + Équation hydrostatique
Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air humide non saturé
Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air humide saturé L ’équation que décrit le processus
Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air humide saturé
Méthode de la particule d ’air: étude des forces en présence Environnement: particule:
Méthode de la particule d ’air: étude des forces en présence Environnement: particule:
Méthode de la particule d ’air: étude des forces en présence Environ.: particule:
Méthode de la particule d ’air: étude des forces en présence Environ.: particule:
Méthode de la particule d ’air: étude des forces en présence Environnement: Particule: Accélération Fréquence de Brunt-Vaïsälä
Stabilité statique d ’une particule non saturée T1’=T1 T2 p1 p2 E1 E2 Tv(p) T2’ T1
Stabilité statique d ’une particule non saturée Tv(p) p1 E1 T1’=T1
Stabilité statique d ’une particule non saturée T1’=T1 T2 p1 p2 E1 E2 Tv(p) T2’ T1
Stabilité statique d ’une particule saturée T1’=T1 T2 p1 p2 E1 E2 Tv(p) T2’ T1
Atmosphère absolument stable
Stabilité statique d ’une particule saturée T1’=T1 T2 p1 p2 E1 E2 Tv(p) T2’ T1
Stabilité statique d ’une particule saturée T1’=T1 T2 p1 p2 E1 E2 Tv(p) T2’ T1
Instabilité absolue
Instabilité statique conditionnelle
Critère de stabilité statique: résumé