Foehn- Reactivation

[levic88]

Bonsoir à tous.

Quelques petites questions et détails me trottent en tete.

Premierement quelqu'un pourrait-il me dire quels sont les facteurs principaux de l'effet de foehn en Alsace? Vents de NO ... ? Car c'est ce qu'il c'etait passer hier ou le platrage avait été important dans les Vosges et pas une seule goutte ou flocon sur le Haut-Rhin.

Et puis ma deuxieme petite interrogation concerne la reactivation des precipitations meme si je connait les bases on est jamais assez bien informés sur la question; aprés tout la meteo est imprevisible /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">. Donc que faut-il comme "ingredients" pour observer une reactivation ?

Je vous remercie d'avance

[Cers]

Je ne suis pas un expert du micro-climat de la plaine d'Alsace mais l'une des conditions nécessaires pour que le fohn s'y déclenche est un vent assez fort qui arrive à peu près perpendiculairement en amont du relief Vosgien, ici des secteurs SW à NW, en fonction de l'orientation de la pente. Lorsque l'air rencontre le massif Vosgien, ce qui constitue un obstacle qu'il ne peut contourner, il est contraint de monter et de se refroidir adiabatiquement, d'abord rapidement suivant le gradient adiabatique sec puis selon le gradient adiabatique saturé au-dessus du niveau de condensation. Cet air chargé en humidité et en eau, précipite sur le relief et l'air qui redescend en aval est asséché, il se réchauffe alors plus rapidement: la température de l'air est plus élevée en aval qu'en amont du relief. On comprend bien que l'effet de fohn sera d'autant plus marqué que l'air est plus chargé en eau car la quantité de chaleur latente dégagée est alors importante. L'altitude peut jouer un rôle secondaire: la plaine d'Alsace est certainement d'altitude un peu plus basse qu'en amont du relief Vosgien et donc l'air peut atteindre une température encore plus grande en aval. Quand les facteurs déclencheurs du fohn tendent à disparaître, ce dernier faiblit naturellement.

Dans un premier temps, les nuages et les précipitations sont bloqués sur le relief et les précipitations sont presque inexistantes dans la zone qui subit le fohn. En revanche, lorsque le fohn tend à s'effacer et que le front doit s'évacuer hors de nos frontières, une partie des précipitations doit atteindre la plaine d'Alsace à mon avis. De toute manière, si toutes les précipitations ne peuvent pas se faire uniquement sur le relief, les nuages finissent par déverser le reste de leur contenu en eau en amont, sous forme de neige si la température est proche de 0 C, malgré le réchauffement dû au fohn.

Vendredi dernier, l'effet de fohn s'accentue en matinée avec le vent de S à SW qui se renforce. La région de Colmar est dépourvue de précipitations, l'humidité relative avoisine 70 à 80 % et la température est de 3 C. En soirée, le fohn est un peu moins marqué, et le front donne un peu de pluie ou de neige en certains endroits. Mais au vu de l'imagerie radar, les régions de Colmar, Sélestat et Freibourg subissaient toujours l'effet de fohn tant qu'il y avait des nuages en amont, ces régions semblent avoir reçu très peu de précipitations lors de l'épisode. La nuit, l'effet de fohn a disparu en même temps que le front s'évacuait en Allemagne, et la température s'est abaissée.

[Cers]

Je ne suis pas un expert du micro-climat de la plaine d'Alsace mais l'une des conditions nécessaires pour que le fohn s'y déclenche est un vent assez fort qui arrive à peu près perpendiculairement en amont du relief Vosgien, ici des secteurs SW à NW, en fonction de l'orientation de la pente. Lorsque l'air rencontre le massif Vosgien, ce qui constitue un obstacle qu'il ne peut contourner, il est contraint de monter et de se refroidir adiabatiquement, d'abord rapidement suivant le gradient adiabatique sec puis selon le gradient adiabatique saturé au-dessus du niveau de condensation. Cet air chargé en humidité et en eau, précipite sur le relief et l'air qui redescend en aval est asséché, il se réchauffe alors plus rapidement: la température de l'air est plus élevée en aval qu'en amont du relief. On comprend bien que l'effet de fohn sera d'autant plus marqué que l'air est plus chargé en eau car la quantité de chaleur latente dégagée est alors importante. L'altitude peut jouer un rôle secondaire: la plaine d'Alsace est certainement d'altitude un peu plus basse qu'en amont du relief Vosgien et donc l'air peut atteindre une température encore plus grande en aval. Quand les facteurs déclencheurs du fohn tendent à disparaître, ce dernier faiblit naturellement.

Dans un premier temps, les nuages et les précipitations sont bloqués sur le relief et les précipitations sont presque inexistantes dans la zone qui subit le fohn. En revanche, lorsque le fohn tend à s'effacer et que le front doit s'évacuer hors de nos frontières, une partie des précipitations doit atteindre la plaine d'Alsace à mon avis. De toute manière, si toutes les précipitations ne peuvent pas se faire uniquement sur le relief, les nuages finissent par déverser le reste de leur contenu en eau en amont, sous forme de neige si la température est proche de 0 C, malgré le réchauffement dû au fohn.

Vendredi dernier, l'effet de fohn s'accentue en matinée avec le vent de S à SW qui se renforce. La région de Colmar est dépourvue de précipitations, l'humidité relative avoisine 70 à 80 % et la température est de 3 C. En soirée, le fohn est un peu moins marqué, et le front donne un peu de pluie ou de neige en certains endroits. Mais au vu de l'imagerie radar, les régions de Colmar, Sélestat et Freibourg subissaient toujours l'effet de fohn tant qu'il y avait des nuages en amont, ces régions semblent avoir reçu très peu de précipitations lors de l'épisode. La nuit, l'effet de fohn a disparu en même temps que le front s'évacuait en Allemagne, et la température s'est abaissée.

Ce que l'on peut ajouter aussi, c'est que l'air froid de basses couches bloqué en amont du relief favorise la descente rapide de l'air en aval et donc le fohn.

[levic88]

Merci beaucoup Cers pour cette explication à la fois complete, détaillée et trés comprehensible.

Tu as mis mes doutes au clair en tout cas, donc le foehn si j'ai bien compris et aussi la cause d'une reactivation des precipitations aux abords du massif ou l'air monte et laisse l'autre versant au sec et un air doux suite à sa descente.

Les nuages arrivant sur le massif des Vosges se trouvent donc bloqués et alimentés par cet air ascendant se chargeant d'humidité ? Il me semble avoir compris celà. Lorsqu'ils arrivent a saturation ils sont donc obligés de force a "lacher" leur eau aussi sur le versant foéhné.

Je connais le foehn mais pas de façon precise c'est pour celà que je vous le demande /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci encore Cers et que le foehn ne te joue pas de mauvais tours

[Cers]

J'ai rectifié ci-dessus, j'avais mis " air froid d'altitude " mais c'est bien sûr " air froid stable de basses couches ".

[Cers]

Merci beaucoup Cers pour cette explication à la fois complete, détaillée et trés comprehensible.

Tu as mis mes doutes au clair en tout cas, donc le foehn si j'ai bien compris et aussi la cause d'une reactivation des precipitations aux abords du massif ou l'air monte et laisse l'autre versant au sec et un air doux suite à sa descente.

Les nuages arrivant sur le massif des Vosges se trouvent donc bloqués et alimentés par cet air ascendant se chargeant d'humidité ? Il me semble avoir compris celà. Lorsqu'ils arrivent a saturation ils sont donc obligés de force a "lacher" leur eau aussi sur le versant foéhné.

Je connais le foehn mais pas de façon precise c'est pour celà que je vous le demande /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci encore Cers et que le foehn ne te joue pas de mauvais tours

Ce qu'il faut savoir, c'est que le foehn peut très bien se produire en l'absence de nuages et de précipitations, c'est même relativement courant. Il faut alors distinguer le fohn sec du fohn humide: dans le premier cas, l'air stable d'altitude situé en amont descend de l'autre côté, c'est à dire en aval du relief, et la température est finalement plus élevée en aval car le gradient adiabatique sec (9.8 °C/km précisément) est plus élevé que le gradient thermique vertical de l'air (5 à 6 °C/km généralement, voir moins si l'air est très stable). Par exemple, pour une particule d'air à Z=2000m en amont à t = 0 C, on obtient: 0+2x6 = 12 C en aval au voisinage du sol tandis que de l'autre côté, toujours près du sol où le fohn souffle, t' = 0+2X10 = 20 C. Soit un réchauffement de 8 C! Dans la situation de fohn humide, l'effet de fohn est simplement renforcé par l'effet des précipitations: ces dernières se produisent au sommet du relief, plutôt en amont et l'air qui poursuit sa route du côté aval est asséché, il se réchauffe donc vite (10 K/km). Nuages et précipitations en amont peuvent encore se développer lors du soulèvement orographique, l'air ascendant le long de la pente arrivant à saturation très tôt. Les nuages ne déversent pas automatiquent des précipitations, il faut d'abord que les gouttelettes aient pu grossir par divers processus au sein du nuage avant de chuter (les petits cumulus ne donnent pas de pluie). Par contre, dans une situation de fohn humide associé au passage d'un front, comme vendredi dernier, l'effet de fohn est particulièrement marqué et les précipitations se produisent presque uniquement en amont du relief; pour résumer, les nuages se développent en aval et se dissipent en amont à cause du foehn. L'effet de fohn peut se faire sentir assez loin, jusqu'à 100 km environ vendredi dernier par exemple.

[levic88]

Impeccable Cers ton explication comme la precedente meme si je t'avoue avoir eu un peu de mal avec les quelques chiffres c'est quand meme plutot complexe /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Donc la hausse de T° est la plus elevée lorsqu'il s'agit d'un air sec si j'ai bien assimilé la chose. Cependant le coup du t'= 0+2x10=20 et que ensuite tu soustrait a z= 0+2x6=12, tu obtient donc tes 8° de hausse mais ce que je comprend pas c'est pourquoi tu soustrait les 2 ensemble alors qu'il s'agit du sec et de l'autre humide avec 6° et 9.8° pour chacun d'eux. Désolé d'etre nul ^^ .

Donc pour calculer l'effet du foehn il faut prendre la T° au sommet de la dite montagne puis de l'ajouter a la multiplication avec la distance. ? hum.

Le foehn sec dont tu me parlait je l'ai connus lorsque je vivait encore dans le sud ouest pas loin de Pau avec un matin ou j'ai ouvert les volets le foehn des Pyrénnées était bien présent avec une chaleur étouffante aux premières heures du réveil ce qui était absolument invraisemblable.

Je te remercie de ta patience /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cers]

Impeccable Cers ton explication comme la precedente meme si je t'avoue avoir eu un peu de mal avec les quelques chiffres c'est quand meme plutot complexe /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Donc la hausse de T° est la plus elevée lorsqu'il s'agit d'un air sec si j'ai bien assimilé la chose. Cependant le coup du t'= 0+2x10=20 et que ensuite tu soustrait a z= 0+2x6=12, tu obtient donc tes 8° de hausse mais ce que je comprend pas c'est pourquoi tu soustrait les 2 ensemble alors qu'il s'agit du sec et de l'autre humide avec 6° et 9.8° pour chacun d'eux. Désolé d'etre nul ^^ .

Donc pour calculer l'effet du foehn il faut prendre la T° au sommet de la dite montagne puis de l'ajouter a la multiplication avec la distance. ? hum.

Le foehn sec dont tu me parlait je l'ai connus lorsque je vivait encore dans le sud ouest pas loin de Pau avec un matin ou j'ai ouvert les volets le foehn des Pyrénnées était bien présent avec une chaleur étouffante aux premières heures du réveil ce qui était absolument invraisemblable.

Je te remercie de ta patience /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

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

En fait, tu ne dois pas considérer un "air sec" d'un côté et l'"air humide" de l'autre. Reprenons seulement le cas du foehn sec et supposons qu'il n'y ait aucun nuage formé. Tu dois considérer une particule d'air, c'est à dire un certain volume élémentaire de l'atmosphère, initialement situé en amont du relief (côté exposé au vent) et à une altitude voisine du sommet de la montagne (Z=2000m par ex.). Cette particule est caractérisée par sa température (t=0 C par exemple), son humidité relative, sa pression... et surmonte une masse d'air très stable (cela signifie que la température potentielle croît avec l'altitude). Au sein de cet air, la diminution "normale" de la température de l'air avec l'altitude z se fait selon le gradient thermique vertical, soit en général une baisse de 6 C/km. Dans ce cas, on peut calculer la température de l'air au voisinage du sol à l'altitude 0m pour faire simple, au pied de la monatgne, toujours en amont; ce qui donne t'=0+2km x 6 C/km = 12 C. Avant que le fohn ne commence, il fait aussi 12 C en aval, de l'autre côté, car la masse d'air est homogène. L'air stable des basses couches est bloqué en amont du relief, mais la particule précèdente (celle à l'altitude Z=2000m) va pouvoir, dans la direction du vent, descendre le long de la pente en aval (tu imagines la particule qui se déplace), à l'origine d'un vent catabatique qui sera le fohn. Ce qu'il faut bien saisir, c'est que cette particule d'air va subir au cours de sa descente une transformation dite adiabatique, c'est à dire qu'on peut condidérer qu'il n'y a pas d'échange de chaleur entre la particule et l'air environnant. La température de la particule est différente de la température de l'air environnant. En thermodynamique, on montre aisément que le taux de décroissance de la température avec l'altitude est, dans ce cas de l'évolution adiabatique non saturée que subit la particule, de 10 C/km environ. A chaque instant au cours de sa descente, la particule va donc voir augmenter sa température de 1 C tous les 100 m et l'écart de température entre la parcelle et l'air environnant ne cesse d'augmenter. Au final, quand elle a atteint le sol (0m), en aval, la particule a donc une température t"=0+2x10=20 C. Maintenant, nous avons étudier le cas d'une seule particule. Mais une multitude de particules en réalité vont subir la même chose et l'air initialement à 12 C va petit à petit être remplacé par de l'air plus chaud (20 C ici): c'est le foehn qui souffle en aval du relief. L'écart de température en situation de foehn augmente donc entre l'amont et l'aval: la différence dans notre cas est de 20-12=8 C, il fait ainsi 8C de plus en aval!

[ChP]

Cers,

Vous dites qu'en aval une (des) particule(s) d'air descendent en mode adiabatique et donc au fur et à mesure de leur descente deviennent plus chaud que l'air ambiant. C'est choquant car l'air chaud est plus léger que l'air froid. Donc pour moi, si cela se passe réellement, c'est qu'une force dynamique les y poussent, c'est-à-dire le vent. Est-ce cela ?

Au final, l'air est plus chaud. Est-ce parce qu'il a balayé l'air froid qui y résidait et alors qu'est devenu cet air froid (refroidissement des alentours ?) ou bien est-ce que finalement il y a eu échange thermique entre les particules et l'air ambiant ... ou un mixte ?

Merci pour vos précisions.

Pierre

[levic88]

Merci Cers tu as mis la chose au clair pour moi avec ces calculs clairs. Mais trés bonne question de Chp, que ce passe t'il avec l'air a 12c lorsqu'il est envahit par l'air ayant subit l'effet de foehn. Il fait bien 20C en plaine mais y a t'il eu un brassage ou un deplacement de "masse" d'air, l'air frais poussé par l'air chaud venteux.

Ne pas confondre Fohn qui est lui aussi un vent chaud soufflant du versant abrité des Alpes vers l'Europe Centrale. Nous parlons bien ici de foehn en general.

Bonne journée a vous /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cers]

Cers,

Vous dites qu'en aval une (des) particule(s) d'air descendent en mode adiabatique et donc au fur et à mesure de leur descente deviennent plus chaud que l'air ambiant. C'est choquant car l'air chaud est plus léger que l'air froid. Donc pour moi, si cela se passe réellement, c'est qu'une force dynamique les y poussent, c'est-à-dire le vent. Est-ce cela ?

Au final, l'air est plus chaud. Est-ce parce qu'il a balayé l'air froid qui y résidait et alors qu'est devenu cet air froid (refroidissement des alentours ?) ou bien est-ce que finalement il y a eu échange thermique entre les particules et l'air ambiant ... ou un mixte ?

Merci pour vos précisions.

Pierre

C'est une question tout à fait pertinente que je m'étais déjà posé. Le foehn est un vent catabatique particulier puisqu'il n'est pas à l'origine de la descente d'un air froid (donc plus dense) au sommet de la montagne. En fait, l'effet de foehn ne se réalise qu'en présence d'un vent assez fort bien établi en direction de la chaîne montagneuse, et donc nécessite une dynamique d'altitude assez importante: l'air est forcé vers le bas, du côté en aval, et c'est au cours de sa descente qu'il se réchauffe inévitablement, de manière adiabatique (les échanges de chaleur entre la particule et l'air qui l'environne n'ont pas le temps de se réaliser). Par ailleurs, le vent en moyenne altitude est à l'origine d'une surpression du côté au vent (amont) et d'une dépression sur le vesant opposé (en aval), et dans ce cas la force de pression (-dV.grad p) est localement dirigée de l'amont vers l'aval. En basses couches, l'air doit aussi être suffisamment stable en amont pour, à l'inverse, ralentir le flux d'air qui arrive sur le versant exposé au vent (bien que la rugosité élevée du sol freine déjà considérablement le vent). En effet, considérons une atmosphère peu stable: la température de l'air vers 2000m est de 0 C et si le gradient thermique vertical vaut 7 C/km, la température à 0m (sol) est de 14 C. Si le vent est soutenu au sol, la masse d'air initialement à 14 C va pouvoir s'aider du relief (forçage orograhique) pour se détendre adiabatiquement et au sommet, sa température est devenue 14-2x10 = -6 °C (on suppose que l'air reste insaturé pour faire simple). Au final, le vent fort d'altitude advecte au sommet du relief des particules à 0 C tandis que le vent de basses couches advecte des particules dont la température est inférieure, après détente adiabatique, soit -6 C. L'air qui descend est ainsi moins chaud (mélange de parcelles à -6 C et 0 C): le foehn est moins marqué que s'il n'y avait pas de vent anabatique.

En ce qui concerne le réchauffement dû au foehn: il y a deux visions pour étudier l'évolution d'un fluide, entre autres l'air atmosphérique. Soit on se place en un point fixe de l'atmosphère (étude d'un certain volume d'air fixe => vision eulérienne), soit on suit une particule d'air dans son mouvement (point de vue lagrangien). Plaçons nous donc en un point situé en aval au sol, là où souffle le foehn: en ce point, la température peut varier parce que - des particules de témpérature plus élevée ou moins élevée sont advectées - ou des variations intrinsèques ont lieu (sources et puits). Dans notre cas, l'air se réchauffe au sol car de nouvelles particules caractérisées par une température plus élevée sont advectées par le foehn. Si l'on considère une particule dans son mouvement maintenant, et bien sa température pourra varier si elle échange effectivement de la chaleur avec le milieu ambiant.

[ChP]

Merci Cers pour toutes ces précisions. Je pense que je n'ai pas vraiment compris ce que vous avez voulu dire par rapport à ma question. Ne vous offusquez pas des remarques/questions que je reformule.

...Le foehn est un vent catabatique particulier puisqu'il n'est pas à l'origine de la descente d'un air froid (donc plus dense) au sommet de la montagne ...

Est-ce que vous ne voulez pas simplement dire de le foehn est un vent puissant et laminaire ?A partir de ce qui suit, vous ajouter des conditions/explications qui complexifient (peut-être nécessaires) la compréhension du phénomène. Je ne vois pas en quoi cela va influer sur la répartion des masses d'air en aval.

Si le vent est soutenu au sol, la masse d'air initialement à 14 C va pouvoir s'aider du relief (forçage orograhique) pour se détendre adiabatiquement et au sommet, sa température est devenue 14-2x10 = -6 °C (on suppose que l'air reste insaturé pour faire simple) ...

Cela suppose même que ce soit un air sec (10 °K/km), non ?

... advecte ...

"transporte" je suppose ?

... Par ailleurs, le vent en moyenne altitude est à l'origine d'une surpression du côté au vent (amont) et d'une dépression sur le vesant opposé (en aval), et dans ce cas la force de pression (-dV.grad p) est localement dirigée de l'amont vers l'aval. ...

Est-ce que cette surpression limite la détente adiabatique, auquel cas l'air se refroidirait moins que prévu ?

... En ce qui concerne le réchauffement dû au foehn: il y a deux visions pour étudier l'évolution d'un fluide, entre autres l'air atmosphérique. Soit on se place en un point fixe de l'atmosphère (étude d'un certain volume d'air fixe => vision eulérienne), soit on suit une particule d'air dans son mouvement (point de vue lagrangien). Plaçons nous donc en un point situé en aval au sol, là où souffle le foehn: en ce point, la température peut varier parce que - des particules de témpérature plus élevée ou moins élevée sont advectées - ou des variations intrinsèques ont lieu (sources et puits). Dans notre cas, l'air se réchauffe au sol car de nouvelles particules caractérisées par une température plus élevée sont advectées par le foehn. Si l'on considère une particule dans son mouvement maintenant, et bien sa température pourra varier si elle échange effectivement de la chaleur avec le milieu ambiant.

J'ai sûrement compris de travers ce passage, j'en ai compris qu'en aval, ben ... ça se mélange ... ou pas !S'il y a des réponses simples, n'hésitez pas, sinon, j'essaierai de m'informer un peu mieux avant de reposer des questions.

Cordialement.

Pierre

[Cers]

1. Le foehn est un vent chaud, sec et puissant mais l'écoulement peut être associé à de la turbulence, surtout si relief est escarpé et d'altitude relativement élevée. Le vent devient plus laminaire à une certaine altitude... Non, j'ai en fait simplement voulu rappeler que l'origine du foehn n'est pas la même que l'origine des brises de pente.

2. "Cela suppose même que ce soit un air sec (10 °K/km), non ?" On parle ici du foehn sec et l'on suppose qu'il n'y a pas de formation nuageuse et donc pas de condensation pas ascendance adiabatique: dans ces conditions, le gradient adiabatique est de 9.8 K/km. Cela suppose simplement que l'air ne soit pas saturé au cours de son trajet (hu< 100 %).

3. Oui,"advection" signifie "transport" en quelque sorte: les particules sont advectées par le vent.

4. C'est une remarque intéressante car, contrairement à la température d'une particule suivant une transformation adiabatique, la pression de la particule tend à s'égaliser avec la pression extérieure (équilibre mécanique). Cela dit, la force dynamique d'un vent de 100 km/h est de 50 kg/m², soit une surpression de 5 hPa environ, bien inférieure à la pression effective de l'air (en température, cela fait quelques dixièmes de degrés). En tout cas, la surpression en amont (et la dépression en aval), si petites soient-elles, contribuent à l'accélération des particules d'amont en aval (donc de la haute vers la basses pression), en plus du vent déja fort en altitude.

5. Ce n'est pas une histoire de "mélange" ou non. Pour mieux comprendre, il faut avoir recours aux mathématiques (il faut être à l'aise avec les dérivées partielles). L'évolution de la température d'une particule d'air est décrite par l'équation de la thermodynamique:

DT/Dt = RT/p Dp/Dt + dQ/dt, où T température, t temps, p pression, R cste réduite pour l'air et dQ les échanges de chaleur (par ex. par rayonnement, conduction, changement d'état...).

On peut encore développer: DT/Dt = dT/dt + v.grad T = RT/p Dp/Dt + dQ/dt, ce qui devient:

dT/dt = RT/p Dp/Dt + dQ/dt - v.grad T

(dT/dt dite dérivée locale représente la variation de T en un point donné de l'atmosphère, DT/DT dite dérivée totale est la variation de T intrinsèque, c.à.d dans la particule).

En d'autres termes: la température en un point peut varier:

- soit parce que les particules voient intrinsèquement varier leur température (variation de pression Dp/Dt, échange de chaleur dQ)

- soit parce que des particules de température différente arrivent en ce point (c'est le terme d'advection représenté par -v.grad T)

Dans notre exemple du foehn:

Les particules qui subissent une détente adiabatique voient leur température baisser car la pression diminue, et dQ=0 pour cette évolution. On a considéré ici la particule dans son mouvement.

Désormais, si l'on se place en un point (lieu) donné au sol (par ex.), situé en aval de la montagne et que l'on étudie un petit volume d'air fixe en ce même point:

- la température va augmenter en raison de l'advection par le vent (foehn) de nouvelles particules plus chaudes (ces particules se sont réchauffées adiabatiquement lors de la descente ou compression adiabatique); quand le foehn souffle, les particules initialement plus froides sont donc effectivement remplacées par d'autres plus chaudes. Les particules plus froides, elles, se déplacent suivant le sens du vent, poursuivent leur route ailleurs et leur température pourra plus tard varier (intrinsèquement) en un autre point de l'atmosphère (mais ça, on ne le sait pas!?), par exemple si elle échange de la chaleur avec le milieu ambiant, si sa pression est modifiée, si elle change d'état...c'est du domaine de la prévision météorologique ensuite!

Je vais me coucher, avant que mon texte ne devienne un peu lourd, s'il ne l'est pas déjà.

[ChP]

Merci Cers pour ces compléments d'informations.

Cordialement.

Pierre

[levic88]

Désolée du retard sur le sujet Cers et Chp.

Tes explications sont trés bonnes mais a la fin c'est vraiment trés scientifiques mais assez comprehensible quand meme. L'effet de foehn dans son essentiel est compris je te remercie Cers pour tout sa ainsi que Chp pour avoir participer à ce sujet.

Bonne soirée et bonne continuation à vous,

Victor

[Thomas_35]

Bonsoir,

J'ai une question concernant le foehn sec en particulier. Prenons une particule qui se situe à 3000 m d'altitude et qui possède une température de l'air de l'ordre de -10°C. Lorsqu'elle subit une descente adiabatique et qu'elle suit le gradient adiabatique de l'air sec (environ 1°C/100 m) alors elle arrive au niveau du sol avec une température de l'ordre de 20°C. Sans cet effet de foehn , la particule aurait suivi le gradient adiabatique de l'atmosphère standard (soit 0.65°C/100 m pour une situation "classique") et la température aurait été de 9.5°C au niveau du sol. Jusqu'ici tout va bien.

Mais la particule qui se situe à 3000 m d'altitude vient bien de quelque part. Si on considère sur le (magnifique) schéma qu'elle suit le trajet orange et si on considère qu'on se trouve dans une atmosphère parfaitement sèche alors elle suit le gradient adiabatique de l'air sec donc pour que la température soit de -10°C à 3000 m d'altitude, il faut que la température en amont soit de ... 20°C (c'est-à-dire la même température qu'en aval). Donc l'effet de foehn n'existe pas.

Sauf si mon raisonnement est complètement faux, on peut donc tirer deux hypothèses:

-Soit l'effet de foehn ne peut pas se produire quand il n'y a pas assez d'humidité du côté de la partie amont.

-Soit le vent ne suit pas le trajet orange et rouge mais uniquement le trajet rouge.

Est-ce que mon raisonnement est cohérent et si oui, quelle hypothèse est la bonne ?

Je ne sais pas si je suis très clair.

Merci d'avance pour vos réponses,

Thomas.

[Divergent43]

en général, en amont, il y a une humidité pour que ça fonctionne, d'ou les pluies bloquées en amont, et l'air sec en aval sur l'autre versant.

[Thomas_35]

Merci pour ta réponse SolarLight, donc en gros le foehn sec c'est la même chose qu'un foehn humide ?

Après relecture du topic je n'arrive toujours pas à saisir quelques points.

Sur le schéma ci-dessus j'ai représenté en rouge l'évolution d'une particule d'air lorsqu'elle subit un mouvement adiabatique (sans échange de chaleur). Ella va dans un premier temps suivre le gradient adiabatique de l'air sec (environ 1°C/100 m) jusqu'au point de condensation puis elle suivra le gradient adiabatique de l'air humide (environ 0.5°C/100 m) de ce point jusqu'au sommet de la montagne.

Une fois le sommet passé elle suivra le gradient adiabatique de l'air sec.

On a donc adopté une description lagrangienne puisqu'on a suivi la particule dans son mouvement.

En violet j'ai représenté la températures de l'air selon le gradient vertical de l'atmosphère standard (environ 0.6°C /100 m).

A 1500 m d'altitude on se trouve avec un "mélange" de particules à la températures de l'air à 1500 m et de particules convectées. Ces particules n'ont pas la même température ce qui est difficilement concevable physiquement.

On peut exprimer cette "variation" de température par la relation suivante :

dT/dt = d(rond)T/d(rond)t + grad(T).U

T est la température, les grandeurs en gras sont des vecteurs, t est le temps, d(rond) signifie dérivée partielle, U est le vecteur vitesse de la particule de fluide considérée.

Le terme de gauche désigne donc la variation instantanée de la température de la particule quand on la suit dans son mouvement, il s'agit donc d'une dérivée lagrangienne.

Le premier terme de droite désigne la dérivée eulérienne à un endroit fixé.

Le deuxième terme de droite désigne l'advection de nouvelles particules.

Il vient que :

d(rond)T/d(rond)t = dT/dt -grad(T).U

L'évolution temporelle de la température d'un champ en un point fixe est due à la fois à la variation de la température associée à chaque particule et au transport par le mouvement des particules. Il s'agit donc bien ici d'une description eulérienne.

Si on se place en haut du sommet au niveau d'un petit volume (on se situe bien à un point fixe de l'espace), la température va donc varier en raison de la variation de température de chaque particule et en raison de l'advection d'autres particules.

Donc ma première question est, quelle est la température mesurée en haut du sommet ?

Et plus globalement, comment représenter le schéma ci-dessus dans le cas d'une description purement eulérienne ?

Merci d'avance pour vos réponses.

[Higurashi]

A 1500 m d'altitude on se trouve avec un "mélange" de particules à la températures de l'air à 1500 m et de particules convectées. Ces particules n'ont pas la même température ce qui est difficilement concevable physiquement.

Oui mais justement le but est d'homogénéiser. L'atmosphère s'ajuste selon un équilibre convectif/radiatif sur la verticale donc cette différence ne serais que locale et/ou temporaire. Sinon je comprend ce que tu veux dire, mais je me demandais; il ne manque pas un terme de stabilité statique dans ton équation ? ( S_p * ω ).

[Thomas_35]

Oui mais justement le but est d'homogénéiser. L'atmosphère s'ajuste selon un équilibre convectif/radiatif sur la verticale donc cette différence ne serais que locale et/ou temporaire. Sinon je comprend ce que tu veux dire, mais je me demandais; il ne manque pas un terme de stabilité statique dans ton équation ? ( S_p * ω ).

Oui je suis d'accord avec la première remarque

C'est possible, il s'agit d'une équation vraiment générale qui peut s'appliquer ailleurs dans d'autre cas ( pour la masse volumique par exemple : drho/dt = d(rond)rho/d(rond)t + grad rho . U ) donc un terme supplémentaire peut certainement être ajouté. Par contre je ne vois pas trop ce qu'est le terme de stabilité statique je vais essayer d'en savoir plus, j'ai vu que tu avais posé une question en Février (sur ce topic /topic/81433-stabilite-statique/'>http://forums.infoclimat.fr/topic/81433-stabilite-statique/ ) Je vais regarder dans Fondamentaux ...

PS: Que désignent w et Sp ?

Remarque : il doit surement y avoir une notion d'échelle de temps pour expliquer la chose.

[Higurashi]

Oui ^^ mais en février je n'avais pas encore eut l'occasion de pouvoir rencontré et lire certains pavé de l'ancien membre Paix

Dans fondamentaux ils n'en parlent pas trop, je ne pense pas que c'est la dedans que tu y trouveras ta réponse à ce niveau.

Le Sp c'est un terme de stabilité statique verticale ( en général y'a une équation générique la dessus avec ) de la colonne d'air et w c'est la vitesse verticale.