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  • Rponses commentes du QCM de lexamen thorique FSVL pour pilotes de parapente, deuxime partie :

    METEOROLOGIE

    J. Oberson, instructeur parapente, FSVL/OFAC 4427

    www.soaringmeteo.com

    2me dition 2005

    Copyright

  • Rponses commentes du QCM de lexamen thorique FSVL pour pilotes de parapente Deuxime partie : mtorologie 2e d. 2005 - J. Oberson

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    TABLE DES MATIERES

    Atmosphre et pression atmosphrique ..............................................................2

    Temprature de lair, rchauffement de latmosphre, courbes de temprature..4

    Etat physique de leau, humidit ........................................................................11

    Nuages, brouillard et brume...............................................................................14

    Mesures du vent ................................................................................................20

    Centres daction, isobares et vents gnraux ....................................................20

    Brises locales.....................................................................................................24

    Turbulences .......................................................................................................26

    Masses dair, fronts, perturbations.....................................................................28

    Thermiques et orages ........................................................................................31

    Analyse de cartes synoptiques (Europe)............................................................32

    Quelques situations mto typiques pour la Suisse...........................................35

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    Atmosphre et pression atmosphrique

    Composition chimique de lair : 78% dazote, 21% doxygne. 1% restant : gaz carbonique, vapeur deau, gaz rares comme lhlium. Question 001. Latmosphre est lenveloppe ( un ocan ) dair qui entoure le globe terrestre et qui est forme de plusieurs couches. Voir figure M01. La seule qui nous intresse ici cest la troposphre, directement au contact du sol et dans laquelle se produisent les phnomnes mtorologiques qui dictent la pratique de notre sport. Question 012. Les autres couches plus leves comme la stratosphre, la ionosphre et la msosphre ne nous concernent pas directement. La troposphre est limite suprieurement par la tropopause. Voir figure M01. Cette limite se situe, nos latitudes, environ 11000 m. daltitude (au-dessus du niveau de la mer). Question 004. Elle est un peu plus basse en hiver (lair est plus froid, plus dense et donc de volume plus rduit) et un peu plus haute en t (lair plus chaud est moins dense et de volume plus grand).

    Figure M01 : Couches de latmosphre. D = terre, C = troposphre. B = tropopause. A = couches leves : stratosphre, ionosphre, msosphreetc. Le diamtre de la terre est denviron 13000 Km et lpaisseur de la troposphre denviron 10-15 Km : Si lon devait reprsenter la troposphre lchelle de la terre sur cette image, la troposphre ne serait pas visible tellement elle serait mince ! Parmi plusieurs paramtres, la pression exerce par le poids de lair, ou pression atmosphrique et la temprature de lair sont parmi les plus importants. Pour mesurer la

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    pression atmosphrique, on utilise actuellement comme unit le hectopascal (hPa) ou latmosphre. 1 atmosphre = environ 1000 hPa = pression au niveau de la mer. La pression atmosphrique est due la masse de lair qui est soumise, comme toute autre masse de matire, la gravit terrestre. Question 005. Puisque lair est un gaz (fluide compressible), plus on prend de laltitude et moins la pression atmosphrique est grande. Cette diminution nest pas linaire. 2 points de repre : (1) 5500 m. la pression atmosphrique est denviron la moiti de celle au niveau de la mer et (2) 11000 m elle est denviron le quart. Questions 006, 010 et 011. Voir figure M02.

    Figure M02 : diminution de la pression atmosphrique avec laltitude. Points de repres principaux. MSL = niveau moyen de la mer = 0 m.

    La question 010 est un peu plus complique. Si on indique une pression au niveau de la mer de 980 hPa, 5500 m. on aura la moiti de cette valeur soit 490 hPa. La question 011 est encore un peu plus complique car elle fait aussi appel la loi des gaz qui dit que si la pression dune masse dair diminue de moiti son volume augmente du double et vice-versa. Si la pression diminue de 4 fois, son volume augmente de 4 foisetc. Par consquent, un ballon de volume de 5 dm3 au niveau de la mer aura laltitude de 11000 mtres, au niveau de laquelle la pression atmosphrique est rduite dun facteur 4, un volume 4 fois plus grand, soit 20 dm3. Si la pression atmosphrique diminue de faon rgulire et prvisible avec laltitude, a ne veut pas dire que la pression ne varie pas dun lieu lautre, daltitude identique, ou dun moment lautre. Questions 008 et 009. La pression atmosphrique varie dun lieu

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    lautre (de mme altitude) ou dun moment lautre en un point prcis selon la rpartition globale de lair autour de la terre et selon les conditions mtorologiques. La temprature diminue aussi avec laltitude mais de faon moins rgulire que la pression. En moyenne elle diminue de 0,65C par 100 m. Mais selon les couches, elle peut diminuer plus, rester constante ou mme augmenter. Question 002. Pour permettre de rgler uniformment les altimtres, on standardise les valeurs de latmosphre. Elles correspondent peu prs aux valeurs moyennes de la troposphre, au niveau de la mer : pression 1013,2 hPa et temprature 15 C. Gradient de temprature (taux de diminution de la temprature avec laltitude) 0,65 par C. Questions 003 et 007.

    Temprature de lair, rchauffement de latmosphre, courbes de temprature Lair au contact du sol se rchauffe principalement par le sol, lui-mme rchauff par le rayonnement solaire qui traverse latmosphre. En effet, lair loign du sol nest pas rchauff directement et significativement par le rayonnement solaire. Question 013. Les sols noffrent pas tous la mme efficacit pour rchauffer lair son contact. Ce sont les sols sombres et secs (par exemple une prairie sche) qui sont les plus efficaces. Question 014. Des sols humides (par exemple un marcage ou une fort de feuillus) absorbent une grande partie de lnergie solaire pour lvaporation de leau. Il ny a plus que la partie restante de lnergie solaire pour rchauffer sensiblement lair au contact du sol dont la temprature slve donc moins et plus lentement. Contrairement aux sols sombres, un sol clair et lisse (par exemple un sol rocheux), rflchit une part importante du rayonnement solaire qui sera perdue pour le rchauffement de lair au contact du sol. A altitude identique, lair chaud est moins dense (et donc plus lger) que lair froid. Question 015. Au niveau du sol, les sources de rchauffement efficace de lair entranent donc la formation de poches dair plates, chaudes et lgres. Ces poches vont finalement se dtacher du sol pour slever et rchauffer progressivement lair plusieurs dizaines voire centaines de mtres au-dessus du sol tandis que de lair frais en altitude va descendre vers le sol pour se rchauffer son tour. Question 019. Ce mouvement vertical de va-et-vient dair sappelle convection. La couche dair de la basse troposphre o a lieu ce phnomne de convection sappelle la couche convective ou couche limite. Lors de journe ensoleille, son paisseur varie de quelques dizaines de mtres (hiver) 2-3 Km (journe chaude dt). Voir figure M03. Lors de beau temps, la couche convective est marque trs souvent par une brume (brassage convectif de lair pollu) dont la limite suprieure est bien visible en altitude et par des petits cumulus qui se dveloppent au-dessus des courants ascendants. Plus la couche convective est paisse et plus fortes sont les ascendances thermiques exploitables par le planeur de pente. En rsum, le soleil rchauffe latmosphre indirectement en 3 phases : (1) le rayonnement solaire traverse latmosphre sans la rchauffer directement de faon significative puis frappe et chauffe le sol. (2) Le sol chauff entrane une lvation de la temprature dune fine (quelques cm. m.) couche (poche) dair au contact du sol. (3) Ces poches dair lgres vont finir par slever et crer ainsi des mouvements convectifs pour rchauffer latmosphre en altitude. Voir figure M04.

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    Figure M03 : Mouvements convectifs et C = couche convective brumeuse. L = limite suprieure de C. Z = source au sol particulirement efficace dan