la convection et les nuages orographiques

[helene73]

Bonjour a tous,

Je souhaiterai avoir des informations plutôt précises sur la convection en général et sur son application aux nuages orographiques formés par convection.

Merci de me répondre dans les plus brefs délais.

Hélène

[Damien49]

Tiens un jour j'avais essayé de faire des définitions, si ça peut t'aider : /index.php?showtopic=10696&pid=133566&st=0'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?show...=0entry133566

[Atmosphère]

Bonjour!

Avant d'entammer le processus qui mène au phénomène proprement dit, de la convection il faut connaître à mon sens deux notions principales:

1) Définition d'un état de l'atmosphère stable.

2) Définition d'un état de l'atmosphère instable.

En météorologie (dans l'étude aérologique), on considère une approximation au niveau de l'équilibre vertical de l'atmosphère. Les principaux phénomènes météorologique se situent au niveau de la Troposphère (altitude qui varie du sol vers grosso modo 10 000 m voir 12 000 m d'altitude suivant la saison). Il existe une limite entre la Troposphère et la Stratosphère (couche au dessus de la troposphère), la TROPOPAUSE. Son altitude varie suivant l'endroit ou tu te trouve (la TROPOPAUSE est plus basse près des pôles et est élevée vers l'équateur ou l'altitude peut atteindre 18 000 mètres alors qu'au pôle nord ou sud, on a une altitude plus basse environ 8000 mètres). De plus la tropopause varie suivant les saisons, en hiver dans notre hémisphère, elle est plus basse qu'en été (la tropopause est toujours plus élevée en été dans un air chaud que dans un air froid en hiver ou la Tropopause est donc basse). L'air tropopausique est constitué d'un air très froid et sec, il fait en moyenne -56.5°C au niveau de la Tropopause dans notre hémisphère nord, alors qu'en equateur, la température peut atteindre -80°C au niveau de cette couche atmosphérique.

Pour en revenir à notre hypothèse de départ, on considère donc une approximation par rapport à l'équilibre vertical de l'atmosphère, cette approximation porte le nom de "NOTION DE QUASI STATISME"

Si l'on considère une particule d'air quelconque A de masse ma et de volume Va à la température Ta et la pression Pa (on considère cette particule à un certain niveau de l'atmosphère au niveau de la Troposphère à environ 3000 m d'altitude par exemple), on veut étudier en fait le mouvement de cette particule d'air.

Comme l'accélération verticale de cette particule est très faible (selon des observations, les scientifiques se sont rendus compte, qu'une particule atteignait une vitesse de 1 cm/s verticalement , soit une accélération verticale de l'ordre de 10 exposant -4 mètres par seconde, par rapport à la gravité, le résultat est faible car l'accélération de la gravité terrestre est d'environ 10 m par seconde plus précisément 9.8 mètres par secondes. C'est pour celà que l'on néglige la vitesse verticale de la particule (c'est une approximation certe grossière, car elle ne prend pas en compte du coup, les formation nuageuses, car il y'a toujours des courants ascendants, des particules d'air qui montent, et des courants descendants, des particules d'air qui descendent). Mais numériquement parlant, cette approximation a toute son intérêt car elle facilite les équations du mouvements de la particule d'air dans l'atmosphère. De cette approximation, on ne prend plus en compte, la vitesse verticale de la particule, mais sa vitesse horizontale (ce que l'on appèle familièrement le vent).

Donc on considère que la particule est en équilibre dans l'atmosphère, cette particule est soumise à deux principales forçes (son poids dont le point d'application de cette forçe se trouve au centre de gravité de la particule, son sens dirigé de haut en bas et la forçe verticale de pression dont le point d'application se situe toujours sur le même centre de gravité de la particule et dont le sens de cette forçe est dirigée de bas en haut), les deux forçes sont perpendiculaires et colinéaires (alignées). Ces deux forçes donc s'annulent dans le cas d'un équilibre de la particule d'air dans l'air, selon le principe d'Archimède.

1 ) C'est quoi une atmosphère stable???

Un état stable est caractérisé par un certain équilibre de l'objet. Si je prend un objet (une bille par exemple) et que je pose la bille sur un objet concave (en forme de U), la bille quelquesoit, le mouvement que l'on va lui imposer avec le doigt va rester toujours à la même plaçe (au fond de la lettre U), la bille reviendra toujours au même endroit qu'initialement, c'est ce que l'on nomme un caractère stable. Si la bille est en équilibre instable, le U est renversé et forme une sorte de "pont", si l'on met la bille au sommet du U renversé, et que l'on inflige un mouvement avec notre doigt sur la bille, la bille aura tendance à quitter son endroit initiale (la bille va tomber par terre par exemple), on dit dans ce cas, qu'un tel équilibre est instable.

Dans une atmosphère stable, la particule ne quittera pas son endroit initial (elle va ni monter ni descendre dans l'atmosphère). Suivant le principe de l'adiabatisme (on considère que la particule d'air est isolée par rapport à l'extérieur, un peu comme le principe du calorimètre, il n'ya pas d'échange de chaleur avec l'extèrieur). Tant que la température de la particule est plus chaude que celle de l'environnement, elle va monter (comme la mongolfière, on chauffe le ballon mais l'air froid à l'extèrieur de la mongolfière est par exemple à -26°C alors que dans le ballon par exemple, il fera 50°C). Il faut se souvenir que l'air chaud est plus léger, donc moins dense que l'air froid (qui lui est plus lourd). Celà implique nécéssairement que tant que la particule d'air sera plus chaude que l'air environnant, elle aura tendance à s'éloigner de son endroit initial en prenant de l'altitude (comme la mongolfière). Il arrive un moment, ou la température de la particule d'air égale celle de l'air ambiant, dans ce cas, nous sommes en équilibre thermique, et la particule cesse de monter. Puis elle vient un moment ou cette particule est plus froide que l'air ambiant, et comme l'air froid est plus lourd que l'air chaud, cette particule sera plus lourde que l'air ambiant, donc elle va descendre. Dans le cas d'une atmosphère stable, la particule va un peu monter, mais elle va être très vite plus froide que l'air ambiant, si bien que la particule d'air n'aura pas le temps de monter bien pour former des nuages en redescendant, cette particule s'échauffe et perd de son humidité, c'est pourquoi dans un air Stable, il fait souvent beau dans un ciel peu ou pas du tout nuageux (en gros pour simplifier).

2) Une atmosphère instable c'est quoi??

Comme je l'ai dit précédemment, c'est quand la particule ne cesse de monter, elle acquiert une altitude très élevée ou les nuages peuvent se former par condensation de la vapeur d'eau. Au plus le sommet des nuages est froid, au plus les chances d'averses, de pluies et d'orages sont importants. Selon les statistiques de meteo France, l'averse à d'assez bonne chance de se former si la température du sommet des nuages atteint environ -6°C et si l'atmosphère est instable.

CHRONOLOGIE DE L'INSTABILITE:

1) Durant une très chaude journée d'été, le sol est en surchauffe, l'air chaud, plus léger que l'air environnant va commencer à monter en emportant avec elle la vapeur d'eau d'un lac, d'une rivière sous forme invisible.

2) Si on considère une particule dans cette bulle d'air chaud en ascension, tant quelle sera plus chaude que l'air ambiant, cette particule va monter, monter, monter.

3) Arrivé à une température t à un certain niveau de l'atmosphère (exemple 2850 m d'altitude), la particule d'air se condense, la température du point de condensation ( tc ) est atteinte, la condensation en se déposant sur des impuretés de l'atmosphère (poussières d'origines naturelles ou industrielles, sels marins, embruns...) va former des "micros goutellettes", la particule est saturée en humidité car elle ne peut désormais contenir d'avantage de vapeur d'eau.

Cette particule saturée va subir une autre évolution adiabatique ( que l'on appèle pseudo adiabatique). D'un point de vue physique et energétique, l'eau va libérer une certaine quantité de chaleur appelée "chaleur latente de condensation", tu dois peut être savoir que la condensation de la vapeur d'eau libérait de la chaleur et qu'au contraire quand il y'avait évaporation, c'était l'inverse (prélèvement de la chaleur). C'est pour ça que quand tu sors d'un bain chaud, tu as froid, car l'évaporation de l'eau sur ton corps mouillé va prélever de la chaleur, cette chaleur dîtes LATENTE en l'état de LATENCE dormante si tu préfères qui est prélevée par le biais de la condensation, te prive de cette chaleur LATENTE, l'évaporation enlève l'eau sur ton corps, mais également la chaleur massique de cette eau, d'ou perte d'energie et refroidissement de ton corps.

Cette particule saturée va encore monter car elle sera plus chaude que l'air ambiant (la condensation produit de la chaleur), mais comme dans le cas de la stabilité, il arrive un moment, ou la particule commence à être plus froide que l'air ambiant, et elle va finir par descendre, mais très tardivement en comparaison avec un état stable de l'atmosphère, le nuage pendant tout ce temps là aura le temps de monter plus haut, les sommets des nuages auront des températures bien négatives pour déclencher des averses, voir des orages et un temps très nuageux. Voilà pourquoi une atmosphère instable produit du mauvais temps très souvent.

Dans une atmosphère instable, tu auras des temps d'ascendances (particules d'air qui montent) et de subsidences (particules d'air qui descendent). Celà à pour conséquence un "brassage" de l'atmosphère, l'air chaud monte, l'air froid des précipitations (sous formes de pluies, de neiges, ou de grêles) va descendre assurant un équilibre thermique et du coup energétique (la terre aime bien l'équilibre). c'est ce que l'on appèle la CONVECTION (tu dois avoir peut être étudié je sais pas to niveau, les machines thermiques et le cycle de CARNOT dans un moteur par exemple en mécanique), je vais pas m'étendre l'a dessus car je vais alourdir bien plus le sujet.

En ce qui concerne les nuages orographiques, (OROGRAPHIE= qui vient de la montagne), le vent qui arrive façe à une montagne va avoir tendance à monter pour franchir la montagne (met toi dans la peau d'un alpiniste qui veaut s'apprêter à escalader une montagne).

Pour que le vent franchisse la montagne, il faut considérer deux cas de figures:

Le premier cas de figure, pour une petite montagne isolée il faut un vent de 15 noeuds (en vitesse 1 noeud = 1.852 km/h, 15 Noeuds valent donc = 28 km/h environ) pour que le vent franchisse la montagne.

Pour une chaîne de montagnes, il faut une vitesse d'environ 25 noeuds soit 46 km/h pour que le vent franchisse la montagne.

Le vent va créer une ONDE (ce que l'on appèle une ONDE DE RELIEF) l'air va monter puis descendre la montagne, le filet d'air occasioné par le vent va créer des ONDES périodiques (des sinusoïdes comme sur un oscilloscope en éléctricité) d'amplitudes différentes suivant la vites du vent.

La montagne qui se trouve façe au vent reçoit le vent en plein pif, l'air monte par conséquent. En montant, cet air humide et initialement doux va se refroidir et donc se condenser. Une fois arrivé au sommet de la montagne, cet air va être obligé de redescendre. Et en redescendant, l'air va se réchauffer, perdre de son eau qu'il aura précipité au sommet de la montagne et façe à la montagne, il va devenir par conséquent plus chaud et plus sec (c'est ce que les météorologues appèlent le fameux "effet de foehn" ).

Si tu connais le principe de la "compression adiabatique", tu imagines que l'air qui descent, c'est ta pompe à velo, tu pompes l'air mais tu bouches l'orrifice de ta pompe à vélo avec ton doigt. Si tu forçes en pompant l'air qui se trouve dans ta pompe à vélo, ton doigt va sentir une brulure, en comprimant l'air, tu augmentes sa pression et du coup, le gaz, reçoit un travail qu'il convertit en chaleur, c'est pour cette raison, que l'air qui descent de la montagne (pas à cheval), se sera réchauffé considérablement. Ainsi, façe au vent de la montagne, la température au niveau du sol sera de 16°C, au sommet tu auras par exemple 3°C et de l'autre versant de la montagne (zone que l'on appèle la montagne "sous le vent"), l'air au sol aura donc une température de 24°C par exemple soit (24 - 16) = 8°C de différence à a peine 5 km parfois ce qui fait beaucoup!

Comme le vent dans l'atmosphère va créer des ondes de reliefs (des sinusoïdes), les nuages sous le vent de la montagne seront façonés par ces ondes (un peu comme l'oeuvre d'un sculpteur de nuages), les nuages formeront commes des 'soucoupes volantes, ou en forme d'assièttes ampilées, ou en forme de lentilles).

Ce sont ce que l'on appèlent les lenticulaires (nuages lenticulaires = Altocumulus lenticularis très connu en météo, car les américains, lors de la seconde guerre mondiale, avait prit ces nuages pour des soucoupes volantes, c'est historique) /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

J'espère avoir été très clair dans mon exposé, sans t'avoir ennuyé, j'ai pas pu faire court car il y'avait pas mal de choses à dire, et je crois que je n'ai pas tout dit car c'est encore plus détaillé dans la réalité, mais j'ai vulgarisé ce qui n'est pas simple, car ta question soulève pas mal de notions.

Voilà à ton service! /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">/emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Atmosphère]

Ca sert pas à grand chose de poster un sujet, et d'intervenir sur ce sujet si personne ne prend la peine de lire une explication dont j'ai mis personnellement des heures et des heures à rédiger, tout en essayant de rester très précis et accessible pour un grand public.

Au moins ayez la peine de lire ce que j'ai écrit ou éventuellement de poser d'autres questions su ce sujet si des choses vous échappent... J'ai l'impression que ce sujet est tombé aux oubliettes, pourtant c'est un sujet très intéressant et qui me touche personelement car je suis très spécialisé dans ce domaine.

[anecdote]

Donc on considère que la particule est en équilibre dans l'atmosphère, cette particule est soumise à deux principales forces (son poids dont le point d'application de cette forçe se trouve au centre de gravité de la particule, son sens dirigé de haut en bas et la force verticale de pression dont le point d'application se situe toujours sur le même centre de gravité de la particule et dont le sens de cette forçe est dirigée de bas en haut), les deux forçes sont perpendiculaires et colinéaires (alignées). Ces deux forçes donc s'annulent dans le cas d'un équilibre de la particule d'air dans l'air, selon le principe d'Archimède.

La force verticale de pression est dirigée de bas en haut ??Comment 2 forces peuvent-elles être perpendiculaires et colinéaires à la fois ??

En fait, tu as en effet le poids (dirigé du haut vers le bas), la force d'Archimède (dans l'autre sens) et la force horizontale liée au gradient de pression entre anticyclone et dépression, qui fait que l'air (en surface) va d'un anticyclone vers une dépression. Plus ce gradient est élevé, plus la vitesse horizontale de l'air (le vent) est grande.

Tant que la température de la particule est plus chaude que celle de l'environnement, elle va monter (comme la mongolfière, on chauffe le ballon mais l'air froid à l'extèrieur de la mongolfière est par exemple à -26°C alors que dans le ballon par exemple, il fera 50°C).

J'aimerais pas voyager dans ta mongolfière lol /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">J'ajoute que la stabilité de l'atmosphère peut se voir en hiver ou en fin d'automne, quand les nuages forment une strate ne dépassant pas 1000 m d'altitude par exemple : en montagne, on parle de mer de nuages. En effet, les particules d'air froid de la couche sous-jacente ne peuvent s'élever dans la couche d'air doux sus-jacente. Comme te l'explique Atmosphère, les bulles d'air froid ne montent pas dans un environnement chaud, tandis que les bulles d'air chaud montent naturellement dans un environnement froid (par ex. : la montgolfière en effet). Lorsque la bulle d'air n'est pas saturée (cad qu'elle est transparente, cad vide de tout nuage), en montant, elle perd environ 1°C tous les 100 m. En revanche, si elle est saturée (ou si tu préfères, "nuageuse"), elle perd environ 0.5°C tous les 100 m (c'est moins que la bulle "sèche" car dans la bulle humide il y a condensation, cad passage de l'eau de l'état de gaz (invisible) à l'état liquide (goutelettes de nuage) ; or la condensation est un processus qui dégage de la chaleur (le processus opposé, appelé évaporation, absorbe au contraire de la chaleur, d'où la sensation de froid quand la peau sèche par exemple)).

Maintenant, cas concret : tu as une atmosphère qui a un gradient vertical de 0.7°C/100 m. Cad, en gros, on perd EN MOYENNE 7°C tous les 1000 m. Considère les sols en surface, à 0 m d'altitude. Le soleil se lève, les sols sont chauffés inégalement (notamment en raison de leur couleur différente) : ce chauffage des sols se propage sur l'air qui les surmontent ; il se crée ainsi des bulles d'air plus ou moins chaud : les bulles les plus chaudes s'élèvent les premières, car l'air environnant est plus frais. Soit une bulle à 20°C dans un air environnant à 15°C. On suppose que cette bulle est sèche. En s'élevant, elle perd donc 1°C tous les 100 m. Donc, à 500 m d'altitude, elle sera à 20 - 5 = 15°C. L'air environnant, lui, perd 0.7°C tous les 100 m (gradient vertical initialement défini). Si comme on le suppose il est à 15°C en surface, il est à 15 - (5*0.7) = 11.5°C à 500 m d'altitude. Donc à 500 m d'altitude, ta bulle est à 15°C dans un air environnant à 11.5°C, soit 3.5°C de différence. (En surface, la bulle était à 20°C et l'air environnant à 15°C, soit 5°C de différence). On devine qu'à une altitude donnée, la bulle va se retrouver à la même température que l'air environnant. De ce fait, elle n'aura plus de raison de s'élever, sauf si entretemps elle devient nuageuse, auquel cas elle ne perd alors plus que 0.5°C tous les 100 m. Là on peut s'amuser à faire des petits calculs pour savoir jusqu'où la bulle va s'élever en fonction de son taux d'humidité etc mais c'est un peu long. Retenons que l'humidité facilite l'ascension des bulles chaudes.

L'instabilité est le caractère d'une atmosphère à faciliter l'ascension des bulles chaudes :

plus l'atmosphère est instable, plus les bulles peuvent s'élever, et donc, si elles deviennent nuageuses (c'est le plus souvent le cas), plus les nuages grossissent (ce sont des nuages de type cumulus).

plus l'atmosphère est stable, moins les bulles s'élèvent, donc moins il y a de nuages de type cumulus (ou moins ils sont gros). En particulier, quand les cumulus sont un peu aplatis (strato-cumulus), ça veut dire que les bulles nuageuses ont rencontré un "plafond de stabilité", cad qu'à partir d'une certaine altitude les bulles ne s'élèvent plus et donc s'étalent au plafond. La stabilité extrême a lieu quand la couche d'air proche du sol (entre 0 et 500/1000 m, en gros) est plus froide que l'air sus-jacent, et que le soleil bas sur l'horizon (automne, hiver) est incapable de chauffer suffisamment le sol, donc de créer des bulles suffisamment chaudes pour qu'elles puissent s'élever et percer le plafond de stabilité (qu'on appelle dans ce cas "inversion thermique" ici). Pire, si la couche basse est nuageuse (brouillard, stratus), le soleil n'arrive souvent pas à percer la couche donc encore moins à réchauffer le sol, et cette couche nuageuse persiste longtemps.

Actuellement nous sommes en atmosphère très instable : le soleil déjà un peu haut crée de nombreuses bulles d'air chaud qui s'élevent sans pb dans une atmosphère globalement froide, d'où la présence de gros cumulus, voire de cumulonimbus .

[Atmosphère]

La force verticale de pression est dirigée de bas en haut ??

Comment 2 forces peuvent-elles être perpendiculaires et colinéaires à la fois ??

En fait, tu as en effet le poids (dirigé du haut vers le bas), la force d'Archimède (dans l'autre sens) et la force horizontale liée au gradient de pression entre anticyclone et dépression, qui fait que l'air (en surface) va d'un anticyclone vers une dépression. Plus ce gradient est élevé, plus la vitesse horizontale de l'air (le vent) est grande.

J'aimerais pas voyager dans ta mongolfière lol /emoticons/ph34r@2x.png 2x" width="20" height="20">

J'ajoute que la stabilité de l'atmosphère peut se voir en hiver ou en fin d'automne, quand les nuages forment une strate ne dépassant pas 1000 m d'altitude par exemple : en montagne, on parle de mer de nuages. En effet, les particules d'air froid de la couche sous-jacente ne peuvent s'élever dans la couche d'air doux sus-jacente. Comme te l'explique Atmosphère, les bulles d'air froid ne montent pas dans un environnement chaud, tandis que les bulles d'air chaud montent naturellement dans un environnement froid (par ex. : la montgolfière en effet). Lorsque la bulle d'air n'est pas saturée (cad qu'elle est transparente, cad vide de tout nuage), en montant, elle perd environ 1°C tous les 100 m. En revanche, si elle est saturée (ou si tu préfères, "nuageuse"), elle perd environ 0.5°C tous les 100 m (c'est moins que la bulle "sèche" car dans la bulle humide il y a condensation, cad passage de l'eau de l'état de gaz (invisible) à l'état liquide (goutelettes de nuage) ; or la condensation est un processus qui dégage de la chaleur (le processus opposé, appelé évaporation, absorbe au contraire de la chaleur, d'où la sensation de froid quand la peau sèche par exemple)).

Maintenant, cas concret : tu as une atmosphère qui a un gradient vertical de 0.7°C/100 m. Cad, en gros, on perd EN MOYENNE 7°C tous les 1000 m. Considère les sols en surface, à 0 m d'altitude. Le soleil se lève, les sols sont chauffés inégalement (notamment en raison de leur couleur différente) : ce chauffage des sols se propage sur l'air qui les surmontent ; il se crée ainsi des bulles d'air plus ou moins chaud : les bulles les plus chaudes s'élèvent les premières, car l'air environnant est plus frais. Soit une bulle à 20°C dans un air environnant à 15°C. On suppose que cette bulle est sèche. En s'élevant, elle perd donc 1°C tous les 100 m. Donc, à 500 m d'altitude, elle sera à 20 - 5 = 15°C. L'air environnant, lui, perd 0.7°C tous les 100 m (gradient vertical initialement défini). Si comme on le suppose il est à 15°C en surface, il est à 15 - (5*0.7) = 11.5°C à 500 m d'altitude. Donc à 500 m d'altitude, ta bulle est à 15°C dans un air environnant à 11.5°C, soit 3.5°C de différence. (En surface, la bulle était à 20°C et l'air environnant à 15°C, soit 5°C de différence). On devine qu'à une altitude donnée, la bulle va se retrouver à la même température que l'air environnant. De ce fait, elle n'aura plus de raison de s'élever, sauf si entretemps elle devient nuageuse, auquel cas elle ne perd alors plus que 0.5°C tous les 100 m. Là on peut s'amuser à faire des petits calculs pour savoir jusqu'où la bulle va s'élever en fonction de son taux d'humidité etc mais c'est un peu long. Retenons que l'humidité facilite l'ascension des bulles chaudes.

L'instabilité est le caractère d'une atmosphère à faciliter l'ascension des bulles chaudes :

plus l'atmosphère est instable, plus les bulles peuvent s'élever, et donc, si elles deviennent nuageuses (c'est le plus souvent le cas), plus les nuages grossissent (ce sont des nuages de type cumulus).

plus l'atmosphère est stable, moins les bulles s'élèvent, donc moins il y a de nuages de type cumulus (ou moins ils sont gros). En particulier, quand les cumulus sont un peu aplatis (strato-cumulus), ça veut dire que les bulles nuageuses ont rencontré un "plafond de stabilité", cad qu'à partir d'une certaine altitude les bulles ne s'élèvent plus et donc s'étalent au plafond. La stabilité extrême a lieu quand la couche d'air proche du sol (entre 0 et 500/1000 m, en gros) est plus froide que l'air sus-jacent, et que le soleil bas sur l'horizon (automne, hiver) est incapable de chauffer suffisamment le sol, donc de créer des bulles suffisamment chaudes pour qu'elles puissent s'élever et percer le plafond de stabilité (qu'on appelle dans ce cas "inversion thermique" ici). Pire, si la couche basse est nuageuse (brouillard, stratus), le soleil n'arrive souvent pas à percer la couche donc encore moins à réchauffer le sol, et cette couche nuageuse persiste longtemps.

Actuellement nous sommes en atmosphère très instable : le soleil déjà un peu haut crée de nombreuses bulles d'air chaud qui s'élevent sans pb dans une atmosphère globalement froide, d'où la présence de gros cumulus, voire de cumulonimbus .

Je parlais quand il fait 50°c dans la mongolfière, c'est à dire dans L'ENVELOPPE du ballon, pas dans la nacelle effectivement ou la température est plus supportable.

Quant à la forçe verticale de pression, j'ai apris dans mon cours de meteo France, que cette forçe était dirigée du bas vers le haut (flèche qui monte), c'est le poids qui est dirigé du haut vers le bas (flèche qui descent). Les deux forçes en fait se contrebalancent, c'est à dire qu'il y'a équilibre au niveau vertical (la fameuse approximation quasi statique de la particule d'air). Quand à la perpendicularité, des forçes, je parlais par rapport au centre de gravité de la particule, si l'on traçe une droite horizontale passant par le centre de gravité, les deux forçes en fait sont perpendiculaire à se plan, je n'aurais peut être pas du m'exprimer de cette façon, car ça embrouille au final...

[Atmosphère]

NB:

La forçe de pression à bien une composante horizontale fonction de l'écartement des isohypses.

Mais suivant la verticale, on peut également assimiler cette forçe à celle d'Archimède (comme tu viens de le dire).

Ainsi, cette forçe tendra à pousser notre particule des zones de hautes altitude vers les zones de basse altitude d'une surfaçe isobares (en clair la particule est orienté des hauts géopotentiels vers les bas géopotentiels).

La vulgarisation est je le reconais un art dificile, surtout quand il faut expliquer ces notions qui sont peu évidente à définir clairement.

Sinon, l'essentiel est dit.

[helene73]

Merci pour tous les messages que vous avez posté pour moi. On m'a dit qu'il y avait plusieurs types de nuages orographiques. Certains formés par convection instables et d'autres formé par la dynamique des vents (effet foehn) qui sont stables (nuages lenticulaires). Est-ce vrai ?Pouvez vous egalement m'éclairé sur les turbulences qui sont a l'origine des ascendances orographiques?

[Atmosphère]

En effet!

Si le vent rencontre un obstacle ou la pente de la montagne fait moins de 40° façe au vent, les ondes seront plus attenué, du moins seront plus "lissés" et dans ce cas tu aura des nuages en forme de lentilles (nuages lenticulaire).

Mais il faut pas oublier, que l'humidité et la stabilité joue un rôle important dans la formation de ces nuages.

Il faut des conditions particulières pour la création de ces nuages d'onde, en gros:

Une forte stabilité des couches sur les crêtes montagneuses, en effet les particule auront tendance à descendre légèrement, car qui dit atmosphère très stable sur les crêtes montagneuses, dit couches d'air subsidente (particules d'air qui descent). Mais cette "descente des particules d'air" sera contrée par l'ascendance dynamique créer par le soulèvement forçé de la particule d'air façe au vent de la montagne, la particule du coup aura une trajectoire sinusoïdale (elle monte puis descent, monte, descend, monte descend.... d'ou la création de ces ondes de reliefs à proximité des crêtes montagneuses). Cette zone est donc parfois assez turbulente est dangeureuse pour l'aviation surtout légère.

Autre point à étudier, la présence d'une humidité importante pour la création de ces nuages d'ondes (Altocumulus lenticularis) qui ressemblent à des assiètes empilées ou des soucoupes volantes.

Mais aussi, la vitesse du vent. Rappelons que pour une montagne isolée, il faut une vitesse moyenne de 15 noeuds et pour une chaîne de montagne, il faut une vitesse moyenne de 25 noeuds afin que le vent puisse franchir le sommet de la montagne.

Dans le cas d'une atmosphère initiale convectivement instable, l'ascendance dynamique, de cette masse d'air, aidée par le côté façe au vent de la montagne, va créer la création de nuages instables et parfois fortement orageux.

J'ai oublié de préciser que sous le vent de la montagne, il existe des nuages convectif, stationnaire appelés nuages rotors. Ils ne cessent de se former sans cesse dans les amplitudes des ondes, à peu prés toujours au même endroit, si bien que nous avons l'impression que ces nuages sont immobiles dans le ciel.

Voilà pour ces précisions supplémentaires.

[Atmosphère]

PS:

A haute altitude, au plus on monnte, au plus on va s'éloigner de ces ondes, ou du moins, les ondes auront des amplitudes moins marquées.

On peut observer également des nuages de type cirrus ou cirrostratus.

Voilà!

[Atmosphère]

Voiçi un schéma pour résumer les ondes de reliefs appelés également "ondes orographiques":

http://img81.imageshack.us/img81/9391/ondesderelief9fx.jpg

[Previ83D]

Le soir du 28 mars, un courant jet de sud-ouest se lève sur la Méditerranée.

On remarque sur la photo MSG suivante (18h):

(attention cette photo n'est pas libre de droits)

Un joli effet de foehne qui bloque les nuages à l'Ouest de la chaîne centrale des montagnes corses (ça suit presque la limite des 2 départements). Mais on observe le même phénomène sur le Cap.

Mais le plus joli, c'est l'onde orographique créée par le Cap Corse, qui génère 4 bandes nuageuses Nord-Sud. (les 4 seraient mieux visibles sur une animation), entre le Cap et l'île d'Elba.

Ce qui nous a valu les photos fantastiques suivantes dans le photolive:

Bastia:

Miomo:

Brando:

[Damien49]

Encore une petite précision avec tout ce qui vient d'être dit de façon il faut l'avouer assez complète.

Le phénomène orographique peut en effet favoriser les ascendances mais aussi favoriser les phénomènes comme expliqué par Atmosphère et Prévi83D nottamment par des lenticularisations, dont le fameux nuage capuchon au-dessus d'une montagne ou bien les nuages rotors.

Il existe d'autres sortes de tourbillons et formes nuageuses causés par le relief. Par exemple sous une couche compacte d'altocumulus undulatus instable, le relief peut provoquer des ondulations sous forme de creux et de bosses sous la couche d'altocumulus, provoquant de curieuses formations. Je ne pense pas que cela ai un nom en revanche. Egalement plus rarement des tourbillons d'aval en onde de Kelvin Helmoltz comme on a vu récemment sur ce post : /index.php?showtopic=14439'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?showtopic=14439. Y'en a d'autres certeinement, mais je les ais pas en tête là.....^^

[jack_lb88]

je profite de la question d'helene73 pour rebondir sur le sujet des ondes de relief : en allant faire une petite recherche sur ces ondes sur le site de MF http://www.meteofrance.com/FR/glossaire/de...urieux_view.jsp

on trouve écrit que les ondes de reliefs peuvent prendre la forme d'onde stationnaire lorque la vitesse du vent et le dimensionnement du relief satisfont à certaines contraintes physiques et topographiques. (je cite grosso modo).

quelqu'un aurait-il plus de détails sur ces contraintes physiques et topographiques? athmosphère à déjà répondu quant à la vitesse du vent (15 noeuds pour une montagne isolée, 25 pour une chaine de montagnes, merci athmosphère /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> ) mais alors les contraintes physiques et topographiques du relief???

et pis tant que j'y suis une autre question (les alsaciens sauront peut-être y répondre?) : le massif vosgien se prête-il bien à ce genres d'ondes?

d'avance merci.

[Damien49]

Il existe d'autres sortes de tourbillons et formes nuageuses causés par le relief. Par exemple sous une couche compacte d'altocumulus undulatus instable, le relief peut provoquer des ondulations sous forme de creux et de bosses sous la couche d'altocumulus, provoquant de curieuses formations. Je ne pense pas que cela ai un nom en revanche.

Et bien voilà un exemple parfait de ce dont je parlais sur ce post : /index.php?showtopic=14548&hl='>http://forums.infoclimat.fr/index.php?showtopic=14548&hl=

/emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

De biens beaux altocumulus undulatus opacus, avec justement ces ondulations de reliefs dont je parlais

quelqu'un aurait-il plus de détails sur ces contraintes physiques et topographiques?

Désolé, là ca dépasse mes connaissances par contre. Je pense en revanche que tu parle des "nuages capuchons", formés généralement par des altocumulus lenticularis.......

[cyle]

bonjour

pour en savoir plus sur les contraintes topographiques ...

il faudrait regarder du cote du Vol à Voile (les planeurs)

qui utilise ces phénomènes d'ondes pour faire de longs vols (jusqu'à 3050 km, tentatives de traverser la mediterrannee...)

http://www.mountain-wave-project.de/

Ces phénomènes sont aussi possibles en plaines, aux dessus de rues de cumulus

@+

cyle

[alainh]

superbe demonstration Atmosphère, interessante et precise: sacré boulot !

bravo et merci !

[jack_lb88]

merci cyle pour le lien. j'y avais pas pensé sur le coup en regardant le site de MF bien qu'il y fasse une vague allusion mais effectivement la piste du vol à voile est prometteuse.

[editas]

Oh là ! Que de choses j'apprends en lisant ce sujet. N'habitant pas une région de montagne mais néanmoins, souvent présent dans ces belles régions par passion, ce sujet m'apporte plein de réponses par rapport à ce type de phénomène.

Je serais plus attentif et surtout moins ignare, en regardant de tels ciels perturbés.

Merci Atmosphère pour ton exposé clair et argumenté. /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Previ83D]

Autre exemple dimanche 21 Mai 2006

Sur l'animation les seuls nuages qui ne bougeaint pas étaient dans l'Est des Alpes, organisés en bandes N/S

c'est une modif de la photo:

Modis Rapid Response System

[raizag]

Salut tout le monde, j'ai bien lu tout ce qui a été dit mais je voulais savoir si quelqu'un avait un lien ou des docs sur les nuages orographiques qui ne soit pas trop vulgarisé?? /public/style_emoticons/'>http://forums.infoclimat.fr/public/style_emoticons/default/original.gif