intéraction entre températures minimales et vent par temps anticycloni

[lorenz]

Bonjour à tous (et toutes)

J'ai parfois constaté que lors des périodes anticycloniques durables, lorsqu'un peu de vent se lève, les températures nocturnes s'arrêtent de baisser.

Pendant longtemps j'ai pensé que le vent empêchait un flux optimal de la radiation du sol vers le ciel et du coup, la chaleur ne s'élevait pas .

Mais mes connaissances ayant souvent besoin d'être corrigées, j'espère avoir vos explications sur ce phénomène.

Merci à vous! /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

[sebb]

En effet, je pense un peu comme ca aussi, en période de patator hivernal, sans vent, le risque d'inversion est important, alors que si le vent est présent, le gradient vertical doit avoir tendance à reprendre ses droits avec la relation pression/T°C que l'on connait. Donc l'inversion disparait, et la T°C plus fraiche au sol que 15m au-dessus n'existe plus; il doit y avoir une limite d'ailleurs de vitesse du vent, sûrement la même que pour le brouillard <= à 10km/, cen'est qu'une supposition.

Mais cette tubulence qui rend la masse d'air plus homogène en hiver et en été d'ailleurs, aura tendance à diminuer l'écart-type jour/nuit.

[fsd8tr]

Pour faire simple:

En l'absence de vent, il n'y a pas de turbulence et l'air froid produit par rayonnement du sol et des objets (végétation etc...) reste plaqué près du sol. La masse d'air affiche un profil radiatif au moins en basses couches et la température augmente avec l'altitude.

Lorsque le vent se lève une couche de mélange va se former. La hauteur de cette couche dépendant principalement de la vitesse du vent et de la rugosité du sol. Dans la couche de mélange la masse d'air prend théoriquement un profil à la limite de l'instabilité avec une température en baisse de 1 degré pour 100 m d'altitude (en l'absence de condensation).

Un exemple théorique:

Par ciel clair et vent nul

- température sous abri = 2°C

- température à 50 m de hauteur = 3 °C

- température à 100 m = 4 °C

Ce gradient n'est pas très réaliste mais plus simple pour les calculs.

Un vent se lève et crée une couche de turbulence de 100 m d'épaisseur.

Pour calculer le nouveau profil, on va amener une particule située à 2 m du sol à 50 m de hauteur. Sa nouvelle température sera de 1,5 °C (en l'absence de condensation). Même chose pour une particule à 100 m que l'on amène à 50 m de hauteur. Sa nouvelle température sera de 4,5 °C. On mélange bien, on fait la moyenne de l'ensemble et l'on obtient 3 °C à 50 m de hauteur. Mais comme la masse d'air est turbulente la nouvelle température sous abri sera de 3,5 °C et celle à 100 m de hauteur sera de 2,5 °C. (- 1 °C pour 100 m)

L'état thermique global est le même qu'au départ mais avec le vent la température au sol a augmenté de 1,5 °C et celle à 100 m a diminué d'autant.

Voila, en gros, pourquoi la température au sol augmente avec l'arrivée du vent.

Ensuite et tant qu'il y a du vent pour perdre 1 °C à 2 m du sol il va falloir que toute la couche de mélange perde 1 °C. Tandis qu'en l'absence de vent, si l'inversion n'est pas trop prononcée, on peut très bien ne perdre ce degrés que sur quelques mètres d'épaisseur. La baisse des températures sera donc bien plus rapide par vent calme.

Petit paradoxe (à mon avis mais j'espère ne pas me tromper): Quand il y a du vent les objets sont plus chauds et rayonnent donc légèrement plus. Le refroidissement global de la colonne d'air est donc un peu plus important....mais il fait plus chaud au sol et plus froid au sommet de la couche de mélange.

2 radiosondages de stations canadiennes en illustration:

Dans l'exemple ci-dessus: Il n'y a pas de vent (petit rond vert en bas à droite) la température passe de -25 °C au sol à -18 à 100 ou 200 m de hauteur.

Ici, il y a du vent en basses couches et la courbe de température est pratiquement parallèle à la courbe verte (-20) qui correspond à une décroissance de la température de 1 °C pour 100 m.Ceci entre le sol et 980 hpa.

[Météofun]

Petit paradoxe (à mon avis mais j'espère ne pas me tromper): Quand il y a du vent les objets sont plus chauds et rayonnent donc légèrement plus. Le refroidissement global de la colonne d'air est donc un peu plus important....mais il fait plus chaud au sol et plus froid au sommet de la couche de mélange.

Je ne m'étais jamais posé la question sous ce sens mais c'est vrai que ça parait logique. D'ailleurs si on prend un sol qui passe de 0°C à 5°C sous l'effet du vent (valeurs tout à fait raisonnables), le flux énergétique (en assimilant le sol à un corps noir) passe de 314 W/m² à 338 W/m². La différence, bien que faible, existe donc bel et bien et ne doit pas forcément être totalement négligeable.

[lorenz]

Merci d'avoir pris le temps de détailler vos réponses...ça a été un plaisir de vous lire :original: /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

[sebb]

Mais y a t'il une vitesse de seuil, au delà de laquelle la T°C ne change plus, je l'ai supposé dans mon message précédent, car ca me semble logique qu'au delà d'une certaine vitesse, la T°C cesse d'augmenter, ou faut il plutot estimer l'effet de la turbulence?

[fsd8tr]

Mais y a t'il une vitesse de seuil, au delà de laquelle la T°C ne change plus, je l'ai supposé dans mon message précédent, car ca me semble logique qu'au delà d'une certaine vitesse, la T°C cesse d'augmenter, ou faut il plutot estimer l'effet de la turbulence?

Je passe mon tour,Mais si l'on veut simplement se faire une idée de la complexité de l'affaire...

On peut jeter un cil

Ici

http://people.sca.uqam.ca/~eva/phy4501/Nou...crometeo-01.pdf

Ou la

http://www.inra.fr/theses/these-integrale/...hese_front.html

Sur ce lien, la première page n'est qu'une "mise en bouche". On peut voir le plat principal en faisant "suite" en fin de page.

J'ai d'ailleurs eu beaucoup de mal à trouver un exemple de radiosondage turbulent. Entre l'Europe et l'Amérique du Nord j'ai du en visionner entre 150 et 200 pour trouver celui qui collait le mieux. Il fallait du vent, un gradient de température de -1 °C pour 100m dans les basses couches et en association un point de rosée en iso rapport de mélange... Et l'exemple trouvé ne crève pas forcément les yeux.

[Météofun]

Mais y a t'il une vitesse de seuil, au delà de laquelle la T°C ne change plus, je l'ai supposé dans mon message précédent, car ca me semble logique qu'au delà d'une certaine vitesse, la T°C cesse d'augmenter, ou faut il plutot estimer l'effet de la turbulence?

On ne pas vraiment dire qu'il y a une vitesse de vent pour la quelle ça ne change plus puisque c'est un phénomène continue. Ca dépend de la précision avec laquelle tu étudie le phénomène. Ce qui est sûr c'est que plus le vent augmente, plus la turbulence augmente, plus le profile est homogénéisé. De même en surface, il faut une augmentation du vent seulement modérée pour avoir déjà une turbulence assez forte qui va bien homogénéiser les températures dans les très basses. L'augmentation du vent va ensuite étendre le domaine d'homogénéisation plus haut, mais l'effet sur les températures de surface est du coup plus faible, d'où cette impression.Par ailleurs, pour le brouillard, il y a bien un représentation binaire (brouillard ou non), ce qui n'est pas le cas des variations de température. Et puis même pour le brouillard l'utilisation d'une valeur seuil est franchement arbitraire d'un point de vu physique (mais utile en prévision opérationnelle), c'est davantage une question de turbulence (laquelle est bien sûr directement relié au vent). Le sujet avait été abordé sur cette page et la suivante : /index.php?showtopic=34465&st=0'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?show...=34465&st=0 Pour la température on peut tenir des raisonnements similaires.

[sebb]

merci à vous 2, la tubulence est en effet capitale, et je comprends bien qu'il n'y est pas de limite, on comprend que si l'on y regarde de pres, la T°C peut évoluer continuellement en raison des turbulences qui elles-mêmes ne sont pas proportionnées à la seule vitesse du vent.

Pour le brouillard, je me souviens parfaitement avoir suivi ce topic avec la fameuse nécessité de la présence de vent pour permettre le brouillard, ce qui m'avait tres étonné, malgré l'explication qui en découle forcément.

fsd8tr: ton lien est complet, je n'ai pas encore lu de manière précise son contenu, mais j'en ai déjà déduis en le survolant, qu'il ne fallait pas attendre la moindre y=ax, pour faire le lien entre la vitesse du vent et l'évolution de la T°C. /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

Sinon, chapeau pour ta recherche(courage) pour les exemples de radiosondages sur le sujet étudié ici.

[fsd8tr]

Sinon, chapeau pour ta recherche(courage) pour les exemples de radiosondages sur le sujet étudié ici.

Merci Sebb /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">Parler de profil thermique sans trouver un exemple...c'était un peu gênant!