Objectifs Comprendre les processus thermodynamiques amenant à la sursaturation de l ’air et à la formation de nuage ou brouillard

Refroidissement isobare et diabatique Pendant un processus de refroidissement isobarique p = pd + e reste constante. Si le système est fermé: q, r, e restent constantes T diminue (pertes de chaleur) U augmente puisque es diminue

Refroidissement isobare et diabatique (saturation) Considérons la particule d ’air humide définie par les valeurs: p0 = 1000 mb, T0 = 19 °C, r0 = 8 g / kg Dans le T tracez le procédé qui amène à la saturation par un procédé de refroidissement isobare. Quel est l ’état final ? pf = 1000 mb, Tf = 10,5 °C, rf = 8 g / kg

Refroidissement isobare et diabatique (Points de rosée et de gelée) À la saturation la température finale est de Tf =TD = 10,5 °C, rf = rs(1000 mb, 10,5 °C) = 8 g / kg Le point D est le point de rosée de la particule La température du point de rosée de la particule humide est la température à laquelle cette particule devient saturée, lorsqu ’elle subit un refroidissement isobare. Si la température à la saturation est négative, on l ’appelle la température du point de gelée (frimas)

Diagramme eT Point de rosée et point de gelée esw e TDA point de rosée du point image A’(eA’,TA’) U(A’) ? A eA’ A’ Sol. TDB point de rosée du point image B’(eB’,TB’) B B B’ eB U(B’) ? TDB TFB TDA TB’ TA’ esi TFB point de gelée du point image B’(eB’,TB’) T

Refroidissement isobare et diabatique (Points de rosée et de gelée) p0 = 1000 mb, T0 = 19 °C, r0 = 8 g / kg pf = 1000 mb, TD = 10,5 °C, rf = 8 g / kg Quelle quantité de chaleur a été perdue par unité de masse pendant ce procédé?

La courbe du point de rosée 1018 986 938 899 850 798 750 T 11,4 18,4 16,6 14,5 11,8 8,6 5,4 T-TD 0,3 0,0 3,2 0,5 10,0

Refroidissement isobare et diabatique (Condensation) Si le refroidissement continue au-dessus de TD (TF) la tension de vapeur d ’eau devient sursaturée et la condensation (condensation solide) commence...

Rosée

Gelée blanche

Brouillard de rayonnement Pertes de chaleur par radiation On admet qu ’il y a du brouillard quand la visibilité est inférieure à 1 km

Brouillard d ’advection Ce brouillard se produit quand une masse d ’air chaud et humide arrive au-dessus d ’une surface relativement froide

Refroidissement isobare et diabatique (Condensation) Quand commence la condensation le refroidissement se poursuit moins rapidement. Pourquoi ?

Refroidissement isobare et diabatique (Condensation) Situation thermodynamique: m = md + mv + mw => dm = 0 mt = mv + mw => dmv + dmw = dmt = 0 Procédé isobare : Premier principe : Rapport de mélange Clausius Clapeyron Démonstration

Refroidissement isobare et diabatique (Visibilité) Conclusion:

Épaisseur du brouillard: dépendance de la température On doit démontrer que: Démonstration

Courbes d ’égal contenu en eau liquide (diagramme eT) notes de cours Enrico Torlaschi