Ascension adiabatique

Présentation au sujet: "Ascension adiabatique"— Transcription de la présentation:

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

2 Ascension adiabatique
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 Changement de l ’humidité relative pendant l ’ascension
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: Aux températures atmosphériques: L ’humidité relative augmente pendant une ascension adiabatique (dT < 0). L ’humidité relative diminue dans une descente adiabatique (dT > 0). 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 (pc, Tc, Uc=1) après une ascension adiabatique (NCA) ? Pour trouver la température de condensation Tc: intégrez l ’équation

11 Exercice: NCA

12 Exercice: NCA Tc connue, nous pouvons calculer pc, le niveau de
saturation par soulèvement adiabatique:

13 Niveau de condensation par soulèvement adiabatique (NCA)
Particule: p = 900 mb T = 20 °C TD = 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 TD 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 État initial: État final: m = md + mv + mw T, p = pd+ e mt = mv + mw m = md + m ’v + m ’w T’, p’ = p’d+e ’ mt = m’v + m’w

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

17 Équation qui décrit le processus:
Cette équation représente une famille de courbes de paramètre rt (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