Petite question sur les Isohypses

[djazzz]

Bonjour tout le monde, je me pose une petite question sur les isohypses:

prenons l'exemple d'une brise cotière dans le cas d'une brise de mer, le sol (sable) surchauffé chauffe la couche d'air situé au-dessus de lui puis s'élève par convection, on a donc de l'air plus chaud au-dessus de la cote qu'au-dessus de la mer.

De ce fait pourquoi, le courbe Isohypse est-elle plus haute au-dessus de la côte qu'au-dessus de la mer alors que l'air froid est plus dense que l'air chaud?

Pour avoir la meme pression, la courbe isohypse devrait descendre plus bas dans l'air chaud, non?

J'ai un peu réfléchi et j'ai une hypothèse:

Etant donné que l'air chaud et l'air froid ne se mélangent pas, je suppose que l'air froid se retrouve non pas comprimé mais disons décalé (à cause de la dilatation de l'air chaud) vers le haut et que cela explique qu'on ait la meme quantité d'air froid (on va dire homogène pour simplifier) dans les deux cas, au-dessus de la courbe Isohypse, des avis?

[Météofun]

Effectivement, l’air chaud est moins dense que l’air froid. Pour avoir la même variation de pression entre le sol (disons 1000 hPa) et 800 hPa, soit une différence de 200 hPa (c’est juste un exemple, c’est tout à fait généralisable). La pression, en condition hydrostatique représente le poids de la colonne d’air sur une surface unité. On va donc associé la différence de pression à une différence de masse. On est obligé d’avoir un volume plus important d’air chaud que d’air froid car l’air chaud est moins dense que l’air froid. Comme on travail sur une surface donnée, notre seul degré de liberté (paramètre de variation) est l’épaisseur de la couche : la couche d’air chaud doit donc être plus épaisse que la couche d’air froid.

Dans notre exemple, l’isobare 800 hPa est donc plus élevée au-dessus de la terre (couche plus chaude) qu’au-dessus de la mer (couche plus froide). Les isohypses sont donc plus élevés au-dessus de l’air chaud que de l’air froid … D’ailleurs on remarque qu’il n’y a pas besoin de faire intervenir la dynamique (mouvement de l’air) pour ça : juste en statique !

CQFD …

J’espère que j’ai été suffisamment clair …

[djazzz]

Effectivement, l'air chaud est moins dense que l'air froid. Pour avoir la même variation de pression entre le sol (disons 1000 hPa) et 800 hPa, soit une différence de 200 hPa (c'est juste un exemple, c'est tout à fait généralisable). La pression, en condition hydrostatique représente le poids de la colonne d'air sur une surface unité. On va donc associé la différence de pression à une différence de masse. On est obligé d'avoir un volume plus important d'air chaud que d'air froid car l'air chaud est moins dense que l'air froid. Comme on travail sur une surface donnée, notre seul degré de liberté (paramètre de variation) est l'épaisseur de la couche : la couche d'air chaud doit donc être plus épaisse que la couche d'air froid.

Dans notre exemple, l'isobare 800 hPa est donc plus élevée au-dessus de la terre (couche plus chaude) qu'au-dessus de la mer (couche plus froide). Les isohypses sont donc plus élevés au-dessus de l'air chaud que de l'air froid … D'ailleurs on remarque qu'il n'y a pas besoin de faire intervenir la dynamique (mouvement de l'air) pour ça : juste en statique !

CQFD …

J'espère que j'ai été suffisamment clair …

Je comprends ta réponse si on part du sol et qu'on monte mais seulement le poids de l'air ne s'exerce pas dans le sens bas - haut à cause de la gravité.

J'ai fait un petit shéma,

Est-ce que ceci explique cela???

Peut-on parler d'une légère variation locale de l'altitude de la tropopause? (Identique à ce qu'il se passe au-dessus de l'équateur à cause de la dilatation).

...

Edit

Mais il y a quelque chose qui n'est pas logique car une dépression se traduit par un creux sur une carte d'isohypses, or ici (sur le shéma du livre) au-dessus de la dépression (au-dessus du sable), on a une crete à la place ...

[Météofun]

Je comprends ta réponse si on part du sol et qu'on monte mais seulement le poids de l'air ne s'exerce pas dans le sens bas - haut à cause de la gravité.

Disons que la propriété des gaz c’est bien d’exercer une pression statistiquement uniforme en tout point d’un petit volume unité. Donc la pression s’exerce bien dans toute les directions pour un gaz, ce qui n’est évidemment pas le cas pour un solide par exemple …

Peut-on parler d'une légère variation locale de l'altitude de la tropopause? (Identique à ce qu'il se passe au-dessus de l'équateur à cause de la dilatation).

Effectivement, une colonne de troposphère en moyenne plus chaude qu’une autre aura généralement une tropopause plus élevée qu’une autre. Mais c’est tout autre chose par rapport à ta question initiale.

Mais il y a quelque chose qui n'est pas logique car une dépression se traduit par un creux sur une carte d'isohypses, or ici (sur le shéma du livre) au-dessus de la dépression (au-dessus du sable), on a une crete à la place ...

Effectivement, pour une température homogène une dépression se traduit par un creux sur les surfaces isohypses. Mais si la température n’est pas homogène il peut en aller différemment. Et précisément, dans le cas d’une dépression thermique, on a une dépression qui est associé à une colonne chaude. Donc progressivement la différence initiale est comblée par de l’air plus chaud (et donc des épaisseurs plus importantes) jusqu’à dépasser le niveau d’équilibre … Du coup si on n’aurait pas la dépression de surface les isohypses serait encore plus élevée dans l’air chaud. Et il est intéressant de noter que généralement la dépression arrive comme une réponse à l’échauffement de la colonne : l’élévation produit un déséquilibre qui se voit en partie compensé par la création de la dépression de surface.

[djazzz]

Disons que la propriété des gaz c'est bien d'exercer une pression statistiquement uniforme en tout point d'un petit volume unité. Donc la pression s'exerce bien dans toute les directions pour un gaz, ce qui n'est évidemment pas le cas pour un solide par exemple …

Dans le cas ou on reste dans un meme air homogène à une certaine altitude oui la pression s'exerce dans toutes les directions mais ici je parle de la Patm qui s'exerce sur le sol à cause de la gravité, le poids de la couche d'air qui s'étend du sol juqu'à +-50Km (puisque 99% du poids de l'air se situe dans cette couche)

En principe, si on a deux colonnes de meme étendue verticale, une d'air froid et une d'air chaud, on aura une dépression au sol sous la colonne d'air chaud vu que celui-ci est moins dense que l'air froid, d'où ma supposition que la courbe isohypse devrait descendre dans la colonne d'air chaud pour joindre deux zone de pression identique, comme je le montre sur ce shéma rudimentaire:

Effectivement, une colonne de troposphère en moyenne plus chaude qu'une autre aura généralement une tropopause plus élevée qu'une autre. Mais c'est tout autre chose par rapport à ta question initiale.

Je parlais de cela pour faire allusion à mon premier shéma, ou j'ai décalé la colonne d'air chaud vers le haut donc je lui ai donné une extension verticale plus importante que l'extension verticale de la colonne d'air froid... Tout ceci pour essayer d'expliquer le redressement de la courbe isohypse dans l'air chaud...

Effectivement, pour une température homogène une dépression se traduit par un creux sur les surfaces isohypses. Mais si la température n'est pas homogène il peut en aller différemment. Et précisément, dans le cas d'une dépression thermique, on a une dépression qui est associé à une colonne chaude. Donc progressivement la différence initiale est comblée par de l'air plus chaud (et donc des épaisseurs plus importantes) jusqu'à dépasser le niveau d'équilibre … Du coup si on n'aurait pas la dépression de surface les isohypses serait encore plus élevée dans l'air chaud. Et il est intéressant de noter que généralement la dépression arrive comme une réponse à l'échauffement de la colonne : l'élévation produit un déséquilibre qui se voit en partie compensé par la création de la dépression de surface.

Ok si tu me dis que ça peut aller différemment si la température n'est pas homogène.

Ok pour la dépression thermique mais à condition que l'extension verticale de cette colonne dépasse l'ext.vert. de la colonne d'air froid.

EDIT

Après avoir relu tout ce que j'ai écrit,

je crois que mon problème vient du fait que j'ai tendance à associer l'air chaud à l'entiereté de la colonne qui exerce le poids de l'air CAD du sol à 50Km (puisque au-dela il n'y a pratiquement plus de mol. d'air).

Et, de plus, j'associe à la dépression au-dessus du sol chauffé une trop forte variation de pression alors que celle-ci n'est en fait pratiquement pas perceptible (moins d'un Hpa) donc en conclusion j'ai cherché un peu trop loin (voir beaucoup /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> )...

Dans le cas ou l'air chaud occuperait la portion d'air entre 0 et 500 mètres par exemple et que le gradient de pression au sol est minime alors la oui, je comprends tout ton développement....

Je pense que tout le problème reposait simplement la dessus.

[Cotissois 31]

Dans le cas ou l'air chaud occuperait la portion d'air entre 0 et 500 mètres par exemple et que le gradient de pression au sol est minime alors la oui, je comprends tout ton développement....

Pour associer géopotentiel à température, il faut en effet considérer une pression uniforme au sol. Imagine maintenant que le champ de pression au sol est variable, tu ne peux associer la température qu'à l'épaisseur entre deux surface isobares et non plus au simple géopotentiel.

Si la pression est uniforme au sol c'est un simple cas particulier où l'épaisseur est égale au géopotentiel.

Inutile de dire que dans la réalité, la pression n'est jamais uniforme...

[djazzz]

Ah ok j'ai compris maintenant mais tant que j'y suis je vais encore vous poser 2 petites questions:

1) Concernant les isobares, ils ne servent qu'à prévoir le vent dans la couche limite (vu que la pression est ramenée au niveau de la mer)?

2) Concernant les isohypses, si je comprends bien, ils ne servent qu'à prévoir ascendance et subsidence dans l'atmosphère, c'est bien ça?

[Cotissois 31]

Euh... la pression au sol aide un peu à prévoir le vent mais surtout révèle la circulation verticale. La pression en altitude (géopotentiel) donne une idée des forçages (arrivée d'un thalweg ou d'une dorsale) mais surtout est directement reliée avec le flux par la loi de Buys-Ballot (qui est peu respectée au sol). Le lien entre circulation verticale et géopotentiel d'altitude existe mais il y a plus simple.

[djazzz]

Oui peu respecter au sol à cause de sa rugosité et donc de la diminution de la contrainte de Coriolis (FC).

Mais bon, le vent souffle approximativement dans l'axe des isobares ou des isohypses, c'est grâces à elles qu'on peut ''prévoir'' le vent de surface et meme le vent tout court.

Dans mon livre est noté que (je donne un exemple), la carte de 700 Hpa (3000m+-) attire particulièrement l'attention sur le risque d'un orage isolé, le vent qui y règne déterminant à la fois la trajectoire et le développement des CB...

Donc ici je suppose qu'ils parlent d'une advection qui engendrerait un basculement du sommet du nuage, basculement qui permettrait au CB de continuer de se développer, c'est bien cela?

[Cotissois 31]

Mais bon, le vent souffle approximativement dans l'axe des isobares ou des isohypses, c'est grâces à elles qu'on peut ''prévoir'' le vent de surface et meme le vent tout court.

L'approximation peut être la plus vraie est que le vent est proportionnel au resserrement des isobares (la force de pression est une réalité). Mais dire qu'il suit les isobares est vraiment délicat en surface. Dans le cas du mistral, le vent est souvent à 45° des isobares.

Donc ici je suppose qu'ils parlent d'une advection qui engendrerait un basculement du sommet du nuage, basculement qui permettrait au CB de continuer de se développer, c'est bien cela?

Le cisaillement du vent sur la verticale conditionne bien le basculement d'un nuage comme le Cb. A 700 hPa on est loin du sommet (qui est plutôt vers 300 ou 250 hPa). Je pense que dans ton livre, ils parlent qu'à ce niveau le vent conditionne assez bien le déplacement en bloc du nuage.

[djazzz]

L'approximation peut être la plus vraie est que le vent est proportionnel au resserrement des isobares (la force de pression est une réalité). Mais dire qu'il suit les isobares est vraiment délicat en surface. Dans le cas du mistral, le vent est souvent à 45° des isobares.

Le cisaillement du vent sur la verticale conditionne bien le basculement d'un nuage comme le Cb. A 700 hPa on est loin du sommet (qui est plutôt vers 300 ou 250 hPa). Je pense que dans ton livre, ils parlent qu'à ce niveau le vent conditionne assez bien le déplacement en bloc du nuage.

Ah ok ok /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

Ici je fais une comparaison entre le géopontentiel à 500Hpa et le vent à 500 Hpa,

Comment ça se fait que sur les lignes 2 et 3, le vent le plus fort (vert clair) ne se situe pas tout le long de la ligne (comme le code couleur sur la carte isohypse)?

[Cotissois 31]

Ce n'est pas très précis tes isohypses lol

Basons nous sur cette carte http://weather.uwyo.edu/models/fcst/images...k.fr.gfs003.gif

On voit que le vent suit globalement les isohypses, et est d'autant plus fort que les isohypses sont resserrés. Je ne comprends pas l'histoire du vent qui ne suit pas la ligne....

[djazzz]

Ce n'est pas très précis tes isohypses lol

Basons nous sur cette carte http://weather.uwyo.edu/models/fcst/images...k.fr.gfs003.gif

On voit que le vent suit globalement les isohypses, et est d'autant plus fort que les isohypses sont resserrés. Je ne comprends pas l'histoire du vent qui ne suit pas la ligne....

Ca a été fait ''à la va-vite" lol.

Bon, eh bien, je me demandais pourquoi le vent le plus fort (soit la couleur verte fluo) ne fleurtait pas tout le long de la zone ou le gradient de pression est le plus prononcé (soit dans la zone de contraste de couleur sur la carte de Géopotentiel 500Hpa), soit le long des lignes noires que j'ai représentées...

[Cotissois 31]

Ca a été fait ''à la va-vite" lol.

Bon, eh bien, je me demandais pourquoi le vent le plus fort (soit la couleur verte fluo) ne fleurtait pas tout le long de la zone ou le gradient de pression est le plus prononcé (soit dans la zone de contraste de couleur sur la carte de Géopotentiel 500Hpa), soit le long des lignes noires que j'ai représentées...

Le gradient est le plus resserré en Mer du Nord, et le vent y est le plus fort (couleur rouge foncé).

En France le gradient est faible (axe de dorsale), le vent en conséquence (tâche bleue sur l'Aube). La logique est respectée pour moi.

[djazzz]

Oui ok, je ne parlais pas tout à fait de cela mais je suis d'accord avec toi, merci pour tes réponses qui m'ont permis d'y voir plus clair en tout cas /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">