Couche limite atmosphérique

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1 Couche limite atmosphérique
Micrométéorologie Définition La couche limite atmosphérique est la partie de l’atmosphère en contact avec la surface terrestre, directement influencée par la présence de celle-ci

2 Définition de couche limite
Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 % Couche limite : la couche atmosphérique où les effets de la surface se font sentir dans une échelle de temps de moins d ’une heure ...

3 Caractéristiques de la CLA
Couche essentiellement turbulente Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

4 Types de turbulence Selon les forçages on a: Turbulence dynamique
Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 % Turbulence thermique

5 Forçages Cisaillement du vent Transfert de chaleur
Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

6 Forçages Cisaillement du vent
Les petits tourbillons caractéristiques de la couche limite se forment par plusieurs procédés: Le longue d ’une région de cisaillement -->> Dans une région de cisaillement les vents changent rapidement d ’intensité où de directions Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

7 Forçages Instabilité thermique Sommet de la CLA
Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 % Sommet de la CLA

8 Couche limite thermique

9 Nuages de couche limite
Les cumulus de bon temps Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

10 Nuages de couche limite
Les brouillard Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

11 Nuages de couche limite
Les strato-cumulus Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

12 Orages Phénomène de meso échelle Change les caractéristiques
de la couche limite … pourquoi ? Définition de couche limite atmosphérique: La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

13 Micrométéorologie Étude des phénomènes atmosphériques et processus
à la petite échelle : micro et local Le domaine de la micro météorologie est limité aussi aux phénomènes observés dans la couche limite atmosphérique

14 Définition de couche limite atmosphérique:
La surface terrestre est la frontière inférieure de l ’atmosphère et interagit avec les couches inférieures de l ’atmosphère en changeant les caractéristiques de celles-ci. La couche limite atmosphérique peut être définie comme la partie de la troposphère qui est directement influencée par la présence de la surface terrestre. Échelle La hauteur de la couche limite est très variable. On peut considerer comme valeurs typiques ceux qui se situent entre 100 et 3000 m La hauteur de la stratosphère est typiquement un ordre de grandeur supérieur à la hauteur de la couche limite. Rapport entre l ’épaisseur de la troposphère et le rayon de la Terre: 10 / 6400 ~ = 0.1 % Rapport entre l ’épaisseur de la CLA et le rayon de la Terre: 1 / 6400 ~ = 0.01 %

15 Écoulement laminaire versus turbulent
Écoulement laminaire: Haut degré de régularité dans l ’espace et dans le temps Écoulement turbulent: 1 . Structure spatio temporelle complexe 2. Écoulement non reproductible 3. Écoulement de grande vorticité 4. Grande dissipation d ’énergie 5. Grande capacité de diffusion

16 Écoulement laminaire versus turbulent

17 Équations caractérisant l ’écoulement d ’un fluide incompressible
Conservation de la masse Équation de mouvement

18 Paramètre de stabilité
Équation de mouvement

19 Nombre de Reynolds critique
Expérimentalement, en laboratoire on obtient:

20 Nombre de Reynolds typique de la CLA
Valeurs caractéristiques de l ’écoulement atmosphérique dans la CLA Toujours turbulente!!!

21 Couche limite dynamique

22 Couche limite dynamique atmosphérique
Est la région au voisinage du sol dans laquelle se répercute directement, par «viscosité», l ’adhérence de l ’écoulement au sol.

23 Couche limite thermique

24 Nombre de Rayleigh pour un gaz parfait
Dans l ’atmosphère ?? Vérifiez

25 Couche limite thermique
Zone de l ’atmosphère au voisinage du sol dans laquelle la variation diurne du rayonnement solaire est directement perceptible.

26 Mesures dans la couche limite