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
Transparents pages 21 et 23 Notes de cours Enrico Torlashi

23 Conservation des différentes propriétés des masses d ’air
Quels paramètres sont conservés pendant les processus atmosphériques? Une propriété est invariante pour un processus donné quand elle demeure inchangée pour ce procédé

24 Conservation des différentes propriétés des masses d ’air
Réchauffement ou refroidissement isobarique sans condensation Procédé Humidité relative, U NC C Pression de vapeur, e C Rapport de mélange, r Point de rosée, TD C Tem. du ther. mouillé, Tw NC NC Tem. potentielle,  NC Tem. potentielle du thermomètre mouillé, w

25 Conservation des différentes propriétés des masses d ’air
Évaporation/condensation isenthalpique Procédé Humidité relative, U NC NC Pression de vapeur, e NC Rapport de mélange, r Point de rosée, TD NC Tem. du ther. mouillé, Tw C NC Tem. potentielle,  C Tem. potentielle du thermomètre mouillé, w

26 Conservation des différentes propriétés des masses d ’air
Expansion adiabatique sèche Procédé Humidité relative, U NC NC Pression de vapeur, e C Rapport de mélange, r Point de rosée, TD NC Tem. du ther. mouillé, Tw NC C Tem. potentielle,  C Tem. potentielle du thermomètre mouillé, w

27 Conservation des différentes propriétés des masses d ’air
Expansion adiabatique saturée Procédé Humidité relative, U C NC Pression de vapeur, e NC Rapport de mélange, r Point de rosée, TD NC Tem. du ther. Mouillé, Tw NC NC Tem. Potentielle,  C Tem. potentielle du thermomètre mouillé, w