Ascension adiabatique Une particule d ’air dans un courant ascendant très fort peut refroidir de 40 °C en 15 minutes 2 km 8 km.

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1 Ascension adiabatique Une particule d ’air dans un courant ascendant très fort peut refroidir de 40 °C en 15 minutes 2 km 8 km

2 Dans les cas de soulèvement dû aux mouvements d ’ascendance synoptiques, bien plus lents, le refroidissement est de l ’ordre de grandeur de 20 °C par jour... Ascension adiabatique

3 Des nuages denses et précipitants ont toujours comme origine des mouvements ascendants de l ’air

4 Ascension adiabatique: modèle Quand des particules d ’air sont en mouvement ascendant on suppose que : Les échanges de chaleur sont nuls c ’est-à-dire que la détente est adiabatique. La pression de la particule est à chaque instant la même que la pression de l ’environnement. La température de la particule peux être différente de celle de l ’air environnant.

5 Transformation adiabatique sans condensation Les variables thermodynamiques sont reliées par l ’équation:

6 Transformation adiabatique sans condensation : température potentielle Pour l ’air humide Pour l ’air sec Puisque:

7 Changement de l ’humidité relative pendant l ’ascension

8 Par A l ’humidité relative augmente avec T Par B l ’humidité relative diminue avec T

9 Changement de l ’humidité relative pendant l ’ascension Pour T<1500 C A<B: L ’humidité relative augmente pendant une ascension adiabatique (dT < 0). L ’humidité relative diminue dans une descente adiabatique (dT > 0). Aux températures atmosphériques: Voir le transparent, page 16

10 NCA: niveau de condensation par ascension adiabatique Quelles sont la pression et la température auxquelles la particule (p,T, U < 1) sera saturée (p c, T c, U c =1) après une ascension adiabatique (NCA) ? Pour trouver la température de condensation T c : intégrez l ’équation

11 Exercice: NCA

12 T c connue, nous pouvons calculer p c, le niveau de saturation par soulèvement adiabatique:

13 Niveau de condensation par soulèvement adiabatique (NCA) (T)(T) Particule: p = 900 mb T = 20 °C T D = 12 °C Soulever la particule au niveau choisi, selon l ’adiabatique sèche, jusqu ’à ce qu ’elle rencontre la ligne de rapport de mélange associée à T D Niveau de condensation par ascension (NCA) est le niveau où l ’air soulevé à partir de la surface se sature

14 Procédé adiabatique avec saturation

15 Procédé adiabatique réversible avec saturation L ’eau qui se condense reste dans l ’air (formation du nuage) et elle peut s ’évaporer lorsque l ’air descend. Système thermodynamique m = m d + m v + m w T, p = p d + e m t = m v + m w État initial: État final: m = m d + m ’ v + m ’ w T’, p’ = p’ d +e ’ m t = m’ v + m’ w

16 Procédé adiabatique et réversible : isentropique Système thermodynamique État initial: T, p, m, m v, m w État final: T ’, p ’, m, m ’ v, m ’ w  s = 0 Équation du procédé: démonstration

17 Équation qui décrit le processus: Cette équation représente une famille de courbes de paramètre r t (le contenu en eau total)

18 Équation qui décrit le processus: Avec les approximations habituelles: On a:

19 processus pseudo adiabatique: Hypothèse: L ’eau condensée sort du système (précipite) au fur et à mesure de sa formation L ’équation qui décrit de ce processus est Avec

20 Comparaison entre les deux procédés: Processus adiabatique: Processus pseudo adiabatique

21 Comparaison entre les deux procédés avec les approximations habituelles : Processus adiabatique: Processus pseudo adiabatique

22 Résumé des températures