La stabilité verticale

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1 La stabilité verticale

2 Refroidissement adiabatique
Le mécanisme le plus commun de formation des nuages c ’est le refroidissement de l ’air en ascension par expansion adiabatique. Le refroidissement par expansion adiabatique c ’est aussi le processus de refroidissement le plus rapide.

3 Nuage orageux 8 km Des nuages denses et précipitants
ont toujours comme origine des mouvements ascendants de l ’air Une particule d ’air dans un courant ascendant très fort peut refroidir de 40 °C en 15 minutes 2 km

4 Ascension / descente adiabatique

5 Ascension adiabatique
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.

6 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

7 Taux de refroidissement adiabatique pour une parcelle d ’air sec en ascension
Premier principe: + Équation hydrostatique

8 Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air humide non saturé

9 Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air humide saturé
L ’équation que décrit le processus

10 Taux de refroidissement adiabatique pour l ’air humide saturé

11 Températures que se conservent dans pendant un soulèvement adiabatique
Définition de la température potentielle Température potentielle

12 Températures que se conservent dans pendant un soulèvement adiabatique
Soulèvement sans condensation Température potentielle se conserve Soulèvement avec condensation Température potentielle équivalente se conserve.

13 Notion de stabilité verticale
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 = 10 °C / km Taux de variation verticale de température après la saturation, s

14 stabilité verticale de l ’atmosphère
Z km 1 km 0 km 10 T °C

15 Notion de stabilité verticale
Z km 1.5 13 16 31 T °C instable

16 Notion de stabilité verticale
Z km 1.5 16 18 31 T °C stable

17 Notion de stabilité verticale
Z km 1.5 16 31 T °C neutre

18 Notion de stabilité verticale d ’une particule
neutre instable stable

19 Determination de la stabilité en connaissant le profil de température potentielle
stable neutre instable z  Processus sans condensation

20 Formation des nuages par soulèvement adiabatique

21 Forces dans l ’atmosphère
Force de gradient de pression Force de gravité Force de Coriolis

22 À l ’équilibre et au repos

23 À l ’équilibre et vitesse = 0
hydrostatique

24 Équation hydrostatique

25 Équation hypsométrique
L ’épaisseur de la couche entre p0 et p est

26 Équation hypsométrique