LES NUAGES
Qursquoest-ce qursquoun nuage
bull Crsquoest des gouttelettes drsquoeau et des cristaux de glace que lrsquoon retrouve en tregraves grande concentration (environ 1000 cm-3)
bull Leur diamegravetre est si petit qursquoils peuvent demeurer en suspension dans lrsquoair (1100 iegraveme de mm)
bull Les nuages produisent la preacutecipitation et sont drsquoune grande importance dans la reacutegulation du climat
Tregraves petit une gouttelette de nuage
Leur diamegravetre varie de 4 agrave 100 m (1 m = 0001 mm)
Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages
bull important pour la formation de la preacutecipitation
bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols
bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes
Les phases de lrsquoeau
Condensationeacutevaporation pour T gt -400C
Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C
Deacutepositionsublimation pour T lt 00C
deacuteposition
Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase
FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1
SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1
EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1
Chaleur latente
Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages
1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Qursquoest-ce qursquoun nuage
bull Crsquoest des gouttelettes drsquoeau et des cristaux de glace que lrsquoon retrouve en tregraves grande concentration (environ 1000 cm-3)
bull Leur diamegravetre est si petit qursquoils peuvent demeurer en suspension dans lrsquoair (1100 iegraveme de mm)
bull Les nuages produisent la preacutecipitation et sont drsquoune grande importance dans la reacutegulation du climat
Tregraves petit une gouttelette de nuage
Leur diamegravetre varie de 4 agrave 100 m (1 m = 0001 mm)
Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages
bull important pour la formation de la preacutecipitation
bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols
bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes
Les phases de lrsquoeau
Condensationeacutevaporation pour T gt -400C
Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C
Deacutepositionsublimation pour T lt 00C
deacuteposition
Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase
FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1
SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1
EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1
Chaleur latente
Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages
1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Tregraves petit une gouttelette de nuage
Leur diamegravetre varie de 4 agrave 100 m (1 m = 0001 mm)
Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages
bull important pour la formation de la preacutecipitation
bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols
bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes
Les phases de lrsquoeau
Condensationeacutevaporation pour T gt -400C
Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C
Deacutepositionsublimation pour T lt 00C
deacuteposition
Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase
FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1
SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1
EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1
Chaleur latente
Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages
1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages
bull important pour la formation de la preacutecipitation
bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols
bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes
Les phases de lrsquoeau
Condensationeacutevaporation pour T gt -400C
Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C
Deacutepositionsublimation pour T lt 00C
deacuteposition
Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase
FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1
SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1
EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1
Chaleur latente
Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages
1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Les phases de lrsquoeau
Condensationeacutevaporation pour T gt -400C
Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C
Deacutepositionsublimation pour T lt 00C
deacuteposition
Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase
FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1
SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1
EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1
Chaleur latente
Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages
1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase
FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1
SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1
EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1
Chaleur latente
Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages
1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Lrsquohumiditeacute
Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair
La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie
Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau
Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Lrsquohumiditeacute relative
Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir
Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
EacutevaporationCondensation
Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation
gm3
gkg
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Relation entre es(T) vs T
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Tempeacuterature du point de roseacutee
Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Comment produire un nuage3 solutions
bull Ajouter de la vapeur drsquoeau
bull Diminuer la tempeacuterature
bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes
Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Baisse de la tempeacuterature
bull Refroidissement radiatif
bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Refroidissement radiatif Les brouillards
bull Les brouillards radiatifs
bull La fumeacutee de mer
bull Les brouillards de preacutecipitation
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Brouillard de radiation
Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit
2 facteurs favorisent ce type de brouillard
bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)
Endroits favoriseacutes
bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
TT
Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard
FLW
FLW
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Exemple valleacutee
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Fumeacutee de mer
Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Vent froid et humide
Eau relativement chaude
Fsh Flh
Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair
Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)
bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude
bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude
bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee
bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair
bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Refroidissement par deacutecompression
Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente
En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature
On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Refroidissement par deacutecompression
Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair
Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Refroidissement par dilatation
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La stabiliteacute
Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine
Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere
Instable stable neutre
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La stabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Lrsquoinstabiliteacute absolue
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence montagnes
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
Convergence pente drsquoun continent
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans
lrsquoatmosphegravere
DeacutepressionFrontCreux
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Les types de nuages
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Exercices
Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages
Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Formation de la preacutecipitation
aeacuterosols
Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace
Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas
Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20
m)
Aeacuterosol (02 m)
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Les aeacuterosols
Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair
bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Aeacuterosol comme noyau de condensation
Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)
Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette
Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion
r2
(pext-pint) Vg
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La formation drsquoune gouttelette drsquoeau
Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Aeacuterosols
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)
Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Croissance par collision
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
bull R gt 20 m pour ecirctre efficace
bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute
bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute
Croissance par collision
20 m 500 m
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Comment expliquer alors que certains nuages de faible
extension verticale produisent de la preacutecipitation
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Processus de Bergeron
Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
-15oC
Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes
Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition
Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace
Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux
Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage
bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces
bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC
bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La formation des cristaux de glace
bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C
ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue
bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement
ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus
bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation
de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Types de preacutecipitation
bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
pluie neige
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Greacutesil Verglas
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Types de cristaux vs tempeacuterature
Temperature (degC) Forme
0 to -4 disques minces
-4 to -6 aiguilles
-6 to -10 colonnes
-10 to -12 disques
-12 to -16 dendrites
-16 to -22 disques
-22 to -40 Aiguilles col
Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
FORMATION DE LA GREcircLE
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Les systegravemes convectifs orage
1 Les orages de masse drsquoair
2 Les orages supercellulaires et multicellulaires
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
cumulus mature dissipation
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
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F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
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F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
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340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Lrsquoorage de masse drsquoair
Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont
1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude
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Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
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Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
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Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
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Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
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F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)
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Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
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Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
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Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
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Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
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Description
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F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
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340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage
bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage
eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC
fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
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Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Les orages supercellulaires
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle
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PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
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Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
STRUCTURE
bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
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Coupe transversale drsquoun grecirclon
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
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Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
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Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
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Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Autres types de systegravemes convectifs
bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)
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Coupe transversale drsquoun grecirclon
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
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F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
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Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
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F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
Coupe transversale drsquoun grecirclon
La grecircle
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
Les tornades la formation
Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge
Climatologie Tornades
Echelle de Fujita
Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)
Description
F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees
F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees
F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
Dangereuses tornadeshellip
La grecircle
Climatologie orages intenses
PreacutevisionPreacutevision
Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
bull Vents pouvant atteindre 500 kmh
bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh
Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses
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Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle
Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)
Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse
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F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
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F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
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F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
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F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +
Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros
Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km
bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
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bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)
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F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
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F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
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F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
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F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees
F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension
F4Deacutevastateurs
340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent
F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse
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