Evolution du point de rosée, impact des sols...

[Cotissois 31]

Le point de rosée (Td) étant une mesure très importante pour les indices d'instabilité de surface, quels sont les facteurs qui le contrôlent et surtout dans quelles proportions ? Quel est le rôle des sols ?

Je sais que le point de rosée est directement lié à la quantité de vapeur d'eau pour une pression donnée.

Et si la pression baisse pour une quantité de vapeur donnée, le point de rosée baisse.

D'ailleurs ce qui me paraît bizarre c'est que théoriquement si la pression baisse en cours de journée, on doit ainsi avoir un assèchement (éloignement du seuil de condensation) tant que la température ne baisse pas.

Voilà, merci pour vos éclaircissements... /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Météofun]

Salut l’ami ! j’ai pas de réponses toutes faites, mais c’est sûr qu’il est très important …

Déjà si on regarde des images sat on notre très souvent le lien des sols, en voici deux exemple que je n’ai absolument pas eu de mal à trouve au hasard. Il doit y en avoir plein d’autres.

http://images.meteociel.fr/im/2022/Diapositive1_efi0.GIF

http://images.meteociel.fr/im/6439/Diapositive2_pkm4.GIF

Sur la première, on fait très bien la correspondance des foyers convectifs avec la carte colorisée de l’Europe et sur la seconde l’influence de la Forêt Landaise est indéniable. Par contre la convection dépend bien sûr aussi du profil thermique de BC non uniquement des Td … Pas facile de séparer les sources sur la base d’une simple image sat …

Sinon sur le site de MétéoBlue y’a des cartes à méso-échelle des flux de chaleurs latente et sensible. L’impacte des sols sur le Td passe par les flux de chaleur latente. On trouve parfois des taux d’évaporations et évapotranspiration importants (de l’ordre de 0.3 L/m2 et par heure –sauf erreur de calcul de ma part …-) si les sols ne sont pas trop sec et l’ensoleillement important). Après faut étudier la structure de la CL pour voir la distribution verticale de cet apport d’humidité et pouvoir comparer numériquement avec les variations de pression. Je dirait que sauf peut-être ( ???) sur les zones soumises à des dépressions thermiques marquée l’influence de la pression agit au second ordre par rapport à l’apport des sol. Mais de toutes les façons localement c’est les advections d’humidité (bien évidement en lien étroit avec l’histoire des sources d’humidité en amont) qui doivent être dominantes.

Enfin ces quelques réflexions sont à confirmer et éventuellement à étudier sur des cas concret. A suivre …

De toutes les façons dans la recherche la distribution locale de l’humidité fait bien partie des thèmes les plus importants actuellement sur le domaine de la convection.

[fsd8tr]

Des infos:

Sur le bilan hydrique: http://www.gironde.chambagri.fr/Documents/...an-hydrique.pdf

Sur l'évaporation : http://echo.epfl.ch/e-drologie/chapitres/chapitre4/main.html

Sinon pour avoir un ordre de grandeur de l'ETP en été:

Un jour pluvieux humide et frais : autour de 1 litre/m2 parfois moins.

Une belle journée d'été: 4, 5 ou 6 litres/m2 rarement plus.

Plus dans les zones de mistral mais il me semble que l'on plafonne l'ETP à 9 mm/m2/jour.

C'est cependant une valeur théorique qui dépend de la réserve d'eau dans le sol. Pas d'eau = pas d'évaporation.

Petit exemple pour une très belle journée au mois de juillet (sans pluie depuis une quinzaine de jours):

Un champ de maïs ou de tournesol irrigué et en pleine croissance va pouvoir évaporer un maximum soit 9 litres/m2/jour. La prairie d'à coté en plein stress hydrique ne "lâchera" qu' 1 ou 2 litres/m2 et la forêt voisine pourra tourner à 5 litres/m2/jour par exemple. Un sol nu n'évaporant pratiquement plus rien.

[fsd8tr]

On pourrait faire une simulation sur un RS en restant très théorique:

Le radiosondage d'origine est de Lyon mais le lieu n'a pas d'importance. L'heure de départ est un jour J à 17h loc (j'ai besoin de 24 heures pour l'ETP). Il n'y a aucun changement dans la situation météorologique dans les 24 heures à venir et l'on ne tiendra compte que du bilan énergétique et hygrométrique.

En noir épais et bleu pointillé la courbe de température et de point de rosée (un peu trafiquée) à J 17h.

La températures maximale est fixée à 31 °C à J+1 17h et l'on obtient alors une nouvelle courbe de température (en vert épais) qui nous donne la base du RS à l'heure du maxi de température de J+1.

Dans ce cas, sans apport d'eau on a pour J+1 une températures maxi de 31 °C et un point de rosée de 10,5 °C. La convection se produit uniquement entre le sol et 2000 m d'altitude (800 hpa) et aucun cumulus ne se forme.

- Si l'on transpose cette situation au dessus d'un désert on conserve les mêmes valeurs puisqu'il n'y a pas d'évaporation dans les 24 heures. Le point de rosée reste à 10,5°C à J+1.

- Au dessus d'une région du genre grenier à blé à quelques jours de la moisson on pourrait avoir une évaporation réelle d'environ 1 litre par m2. Ce qui donne 1000 g d'eau par m2 qui vont se répartir dans 2000 m3 d'air. Soit pour une moyenne de 1,1 kg d'air pour 1 m3 : 1000 g / 2200 kg = 0,5 g d'eau par kg d'air. Le rapport de mélange passe donc à 8,5 g d'eau par kg d'air à J+1 17h. Ce qui donne un nouveau point de rosée d'environ 11,5 °C.

- Au dessus d'une région plus verte en léger stress hydrique avec de la prairie et des forêts, on pourrait avoir une évaporation réelle de 4,4 litres par m2. Ce qui fait passer le rapport de mélange à 10 g/kg. Ce qui fait un nouveau point de rosée d'environ 13,5°C. Sur le RS on voit que l'on est pas loin de la formation de cumulus.

- Au dessus d'une région cultivant exclusivement du maïs irrigué en plein développement avec un coefficient cultural de 1,2. Pour une ETP calculée de 6 litres/m2 on obtient donc une évaporation réelle de 7,2 litres/m2. Ce qui ajoute 3,3 g par kg au rapport de mélange. Avec 11,3 g/kg le nouveau point de rosée passe à environ 15,5°C. Des cumulus peuvent maintenant se former et l'on peut même aller jusqu'à l'orage (mais la c'est une autre histoire) avec un lift index de 8 à vue de nez.

Ca reste de la théorie mais j'espère surtout ne pas m'être planté dans mes calculs.

[Cotissois 31]

Merci des précisions. J'imaginais mal l'impact aussi énorme des cultures. Je pensais plus à un impact de la nature géologique des sols.

Finalement il faut peut être utiliser les images sat comme TERRA pour prévoir la convection ?

Petite confidence en passant : irriguez bien le maïs à l'approche d'une anomalie de tropopause

On peut logiquement se poser la question finalement si les mesures de point de rosée près des aéroports sont représentatives de la réalité...

[Damien49]

Voilà un post bien intéréssant qui démontre par calcul ce que nous (passionnés) avions remarqué par l'observation sans savoir le démontrer. C'est à dire l'apport d'humidité d'une forêt pour le développement de cumulonimbus isolé lors de condition d'instabilité "limite". Toujours dans ces conditions proche de la limite, j'ai remarqué plusieurs fois le même phénomène au-dessus du panache d'une centrale nucléaire (congestus). /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Run999H]

En effet, sujet très intéressant qui donne des chiffres assez probants quand même ! La nature du sol joue alors bienun rôle non-négligeable et il est vrai que les écarts sont quand même énormes. Moi qui habite en forêt Landaise, c'est du tout bon et en plus nous sommes les croque-maïs Français... Quelle chance !

[Damien49]

Je recherchais le mot hier et je l'ai retrouvé en commentant la situation orageuse d'aujourd'hui /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> Quand je parlais de condition limite, je voulais dire dans des conditions proche de l'effet de seuil critique. Le post de fsd8tr reflète bien ce principe dans la prévision orageuse je trouve. /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[fsd8tr]

Merci des précisions. J'imaginais mal l'impact aussi énorme des cultures. Je pensais plus à un impact de la nature géologique des sols.

Le sol a un rôle indirect puisqu'il constitue le réservoir d'eau de la végétation:http://www.gironde.chambagri.fr/Documents/...an-hydrique.pdf

En page 2:

Sable limoneux : réserve utile = 1 litre par cm de sol ; réserve facilement utilisable = 0,7 litre par cm de sol.

Limon argileux : RU = 2 l/cm ; RFU = 1,3 l/cm

Pour une végétation qui va se servir dans le premier mètre de sol l'eau disponible sera de:

100 l avec 70 l facilement utilisables pour le sable limoneux.

200 l avec 130 l facilement utilisables pour le limon argileux.

Petit exemple simplifié d'évolution de la réserve:

A la fin de l'hiver le réservoir est plein en général.

Un mois d'avril avec 50 l d'ETP et 40 l de précipitations. Le réservoir perd 10 l.

Un mois de mai avec 80 l d'ETP et 50 l de pluie. Le réservoir perd 30 l. Total 40 l de moins.

Un mois de juin avec 100 l d'ETP et 50 l de pluie. Le réservoir a théoriquement perdu 90 litres d'eau depuis la fin de l'hiver. Sur du limon argileux avec 130 litres d'eau facilement utilisables la végétation évapore toujours un maximum (ETP). Sur du sable limoneux la RFU est déjà épuisée. La végétation est passée en "mode survie" et n'évapore presque plus. Il ne reste que 30 litres d'eau pour passer tout l'été.

Avec une première décade de juillet sans pluie et 40 mm d'ETP la végétation sur limon argileux continue à fournir mais entame sa réserve de survie au 11 juillet. Sur le sable limoneux "c'est la séchresse mdame" et l'évaporation réelle est vraiment très faible.

Les dates de passage en mode survie sont très variables et vont de fin mai pour les années sèches et chaudes à fin juillet voire plus tard pour les étés pourris. Ensuite on a en général une alternance entre mode survie et mode normal au gré des épisodes pluvieux. Une bonne pluie de 20 mm en 24 heures n'interrompant le mode survie que pour 4 à 6 jours en moyenne.

Sinon, une petite remarque:

Je suis surpris de voir des "analystes d'altitude" descendre sur (sous) terre

[Cotissois 31]

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

Bah tous les moyens sont bons pour prévoir ce qui se passe au-dessus de nos têtes.

Est-ce qu'il existe des cartes de la nature des sols ?

[gosto13]

Je suis désolé mais j'ai du mal à comprendre le point de rosée j'ai beau regarder les définitions proposées sur internet je les trouve trop difficiles.

Si quelqu'un peux m'expliquer de façon plus facile. /emoticons/ph34r@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cotissois 31]

Si tu refroidis l'air sans changer la pression, la vapeur condense (l'air sature en vapeur d'eau) à un seuil appelé point de rosée.

Pratiquement, on représente sur les diagrammes aérologiques (émagramme) la température et le point de rosée associé (fonction de l'humidité) pour construire graphiquement l'évolution d'une particule, son niveau de condensation, etc.

Le mieux pour comprendre le lien entre toutes les variables de température et d'humidité, c'est de faire soi-même les constructions graphiques sur l'émagramme.

[pinthotal]

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

Bah tous les moyens sont bons pour prévoir ce qui se passe au-dessus de nos têtes.

Est-ce qu'il existe des cartes de la nature des sols ?

Oui, bien sûr, les paramètres de sol et de végétation sont indispensables aux schémas de surface de tous les modèles numériques.

En France on a la base de données ECOCLIMAP :

http://www.cnrm.meteo.fr/gmme/PROJETS/ECOC...e_ecoclimap.htm

[gosto13]

Si tu refroidis l'air sans changer la pression, la vapeur condense (l'air sature en vapeur d'eau) à un seuil appelé point de rosée.

Pratiquement, on représente sur les diagrammes aérologiques (émagramme) la température et le point de rosée associé (fonction de l'humidité) pour construire graphiquement l'évolution d'une particule, son niveau de condensation, etc.

Le mieux pour comprendre le lien entre toutes les variables de température et d'humidité, c'est de faire soi-même les constructions graphiques sur l'émagramme.

Merci pour ton explication je vois à présent plus clair /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cotissois 31]

Merci pintothal. J'avais déjà récupéré de telles cartes mais je ne savais pas qu'elles étaient la base de données utilisée par les modèles.

En gros, si je comprends bien, plus c'est vert (forêt) plus la Td augmente. Quand c'est jaune (culture) ça dépend de l'état de la culture. Quand c'est rouge (ville), la Td augmente moins.

Tu connaîtrais un lien avec la France entière ?

Et sinon, tu sais quelles sont les utilisations qu'on peut faire des données sat du NDVI pour la prévision de la convection ? En principe, plus l'indice est important, plus la Td est élevée en cas de chauffage solaire.... Ils utilisent çà à Météo-France ?

exemple : juste avant les orages dans le nord-ouest le 1er juillet

http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/subsets....terra.ndvi.1km

[pinthotal]

Merci pintothal. J'avais déjà récupéré de telles cartes mais je ne savais pas qu'elles étaient la base de données utilisée par les modèles.

En gros, si je comprends bien, plus c'est vert (forêt) plus la Td augmente. Quand c'est jaune (culture) ça dépend de l'état de la culture. Quand c'est rouge (ville), la Td augmente moins.

Tu connaîtrais un lien avec la France entière ?

La base de données est en libre accès et peut se télécharger directement sur le site... mais ce sont des données brutes à usage scientifique, pas de jolies cartes toutes prêtes... (il faut faire tourner un code fortran et écrire ton propre code de visualisation pour les regarder, je ne sais pas qui tu es et si tu es habitué à manipuler ce genre de données)

Et sinon, tu sais quelles sont les utilisations qu'on peut faire des données sat du NDVI pour la prévision de la convection ? En principe, plus l'indice est important, plus la Td est élevée en cas de chauffage solaire.... Ils utilisent çà à Météo-France ?

exemple : juste avant les orages dans le nord-ouest le 1er juillet

http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/subsets....terra.ndvi.1km

Bien entendu les prévisionnistes ne regardent pas directement les cartes de végétation au moment où ils élaborent leur bulletin, mais ils regardent les sorties des modèles atmosphériques, qui comme je l'ai dit utilisent l'ensemble de ces paramètres dans leur schéma de surface. Donc ils l'utilisent indirectement.

En terme de processus ce que tu dis parais assez logique en effet, + le couvert végétal est important + les flux d'évaporation au sol sont forts et donc + l'air est humide en basses couches. Est-ce-que l'effet sur la convection est sensible, probablement, mais je ne suis pas un spécialiste de convection.

[Cotissois 31]

Ok. In fine, le plus simple est sans doute de regarder des cartes de flux de chaleur latente, qui nous disent comment le couvert réagit.

GFS en propose mais avec une maille vraiment trop grosse. Ce serait bien que WRF les propose. Car si un modèle fin est meilleur, c'est là-dessus, pas sur la représentation de la tropopause.

[Météofun]

Pardon du retard … J’avais complètement oublié que j’avais commencé à sauvegarder des cartes pour ce topic … il suffit d’être patient, tout fini par arrivé ! lol (regardez, elles dates du 1er juillet ! lol)

Bon si on regarde les cartes Météoblue.

Voici le flux solaire incident :

Si on compare les flux de chaleurs sensible : avec les flux de chaleur latentes :

L’idée est notamment de regarder la région de Saragosse en Espagne, avec visiblement des sols très sec si on en juge la faiblesse des flux latents par rapport aux flux sensibles. C’est exactement l’inverse en France du centre-Est au Bassin-Parisien là où l’ensoleillement est similaire à celui d’Espagne. Les sols sont donc beaucoup plus humides.

J’ai donc sélectionné un Météogramme dans la région de Saragosse : et un autre dans les Charentes :

Sur le graphique Espagnol, on remarque que l’évolution diurne du Td est un vrai encéphalogramme plat. Effectivement sur le graphique du bas on constate que les flux de chaleur latente sont au plus bas, inférieur à 100 W/m² alors que les flux de chaleur sensible enregistrent des pics à plus de 400 W/m². dans ce cas l’échauffement est important. Les 100W/m² correspondent à 0.14L/m²/heure, sachant, que les 100W/m² ne sont pas dépassé et que c’est un maximum, on voit là que l’évaporation et l’évaporation est vraiment très faible …

A l’inverse dans les Charentes, en début d’échéance et en fin d’échéance l’évolution journalière de la Td est très nette. Si on regarde les flux on voit effectivement des flux latents qui montent jusque 400 W/m² (soit presque 0.6L/m²/heure). Dans ce cas les flux sensibles sont nettement en retraits et atteignent péniblement les 200 W/m² soit 2 fois moins qu’en Espagne ! La différence se fait donc sentir sur l’échauffement (mais attention pas forcément directement sur la température à 2m en fonction de la distribution de cette chaleur dans la couche limite !).

Par exemple c’est un paramètre à prendre en compte pour l’établissement des dépressions thermiques par exemple. Et évidement pour les orages … entre l’humidification qui fait baisser les seuils de condensation ou l’échauffement des basses couches ce n’est pas la même chose …

Si on regarde des zooms, ici pour les flux de chaleur sensible et des lignes noires pour la température : . On s’aperçoit du rôle des agglomérations (nature des sols) dans les flux de chaleur sensible (et donc une baisse des flux latent). Le cas de la région parisienne est très nette avec une bulle chaude, mais aussi Rouen (on voit bien ce que fait l’isotherme qui contourne l’agglomération). Le modèle modélise même un petit îlot sur Melun (77) ! (mais là c’est une chance, on ne devait vraiment pas être loin de la valeur de l’isotherme …). Sinon on reconnait sur les flux de chaleur sensible les villes d’Orléans, Tours, Reims, Troyes, Valencienne, Arras, Lille, ou encore Bruxelles et Charleroi en Belgique. Inversement juste à l’Est de Reims les Lacs de la forêt d’Orient apparaissent clairement come des zone à faible chaleur sensible et bien plus froide.

Avec tout ça, par le biais de la modélisation, on voit bien de l’importance joué par le contenu en eau du sol …

[Cotissois 31]

Super les cartes. Démonstration sans appel /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

C'est dommage qu'avec çà le wrf de meteoblue sache mal prévoir la convection...

[Météofun]

Oui ... C'est pas faut ... Comme quoi ... D'ailleurs ce site je ne le regarde quasiment plus, ou alors uniquement lorsque j'ai vraiment du temps à perdre ou pour quelques trucs bien précis comme là d'ailleurs ! :-D

[hugo_frais]

Bien entendu les prévisionnistes ne regardent pas directement les cartes de végétation au moment où ils élaborent leur bulletin, mais ils regardent les sorties des modèles atmosphériques, qui comme je l'ai dit utilisent l'ensemble de ces paramètres dans leur schéma de surface. Donc ils l'utilisent indirectement.

En terme de processus ce que tu dis parais assez logique en effet, + le couvert végétal est important + les flux d'évaporation au sol sont forts et donc + l'air est humide en basses couches. Est-ce-que l'effet sur la convection est sensible, probablement, mais je ne suis pas un spécialiste de convection.

En complément voici ce qu'on peut trouver sur le site de météo france à propos de leur nouveau modèle à maille fine AROME ( http://comprendre.meteofrance.com/pedagogique/dossiers/science_et_techniques/arome?page_id=10892 )

La prise en compte d’une grande variété de surfaces. La naturedu sol influence directement les conditions météorologiques locales.Par exemple, en forêt, le vent est moins fort qu’au milieu d’uneprairie. En ville, le béton accumule la chaleur le jour et la restituela nuit (phénomène d’îlot de chaleur). Afin de mieux modéliser ceséchanges entre l’atmosphère et les surfaces, chaque maille d’Arome estcaractérisée par un type de surface.

Le modèle est alimenté par Ecoclimap, une base de donnéesmondiale développée par les chercheurs de Météo-France qui détailleenviron 250 écosystèmes : lacs, mers et océans, surfaces urbanisées(villes, aéroports) et surfaces naturelles (végétation). Douze classesde végétation sont également définies : sol nu, rochers, neigepermanente, arbres à feuilles caduques, forêt de conifères, parcs etjardins ...