pente physique

[Roll]

Bonjour,

je suis à la recherche d'information sur les pentes physiques (m/m ou m/km) des isothermes, des isobares ainsi que celle des fronts.

Je souhaiterais connaitre les ordres de grandeurs, et les différentes implications vis à vis de la prévisions ou de la phénoménologie.

Par exemple:

La présence de pluies verglacantes lors d'un passage de front chaud.

Est ce du à un phénomène thermodynamique (échange de chaleur latente avec l'environnement) créant un phénomène de surfusion ? ou est ce un phénomène dûe à la pente d'un front chaud qui est plus faible, qui permet la detente adiabatique lente de la particule qui se gèle au niveau du sol froid ?

Autres exemples:

le lien direct entre la pente isobare à grande échelle et le vent géostrophique; il ya donc un lien entre la pente isobare et l'écoulement général.

j'espère être clair...

merci de vos éclairement

Roll

[Damien49]

Je ne comprend pas bien ce que tu appelles "pente", d'autant que j'ai peur que ce soit une représentation de la météorologie avec les théories norvégiennes. Auquel cas je ne pourrais pas te répondre, afin de ne pas t'induire en erreur. /index.php?showtopic=28621&st=20'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?show...28621&st=20

Quand tu parles de pente, tu veux parler du profil d'un radiosondage ?

La présence de pluies verglacantes lors d'un passage de front chaud.

Est ce du à un phénomène thermodynamique (échange de chaleur latente avec l'environnement) créant un phénomène de surfusion ? ou est ce un phénomène dûe à la pente d'un front chaud qui est plus faible, qui permet la detente adiabatique lente de la particule qui se gèle au niveau du sol froid ?

Les pluies verglaçantes sont dépendante en effet du phénomène de surfusion de l'eau.

le lien direct entre la pente isobare à grande échelle et le vent géostrophique; il ya donc un lien entre la pente isobare et l'écoulement général.

Le vent géostrophique, est l'équilibre entre le gradient de pression et la force de coriolis.

[Roll]

Merci de ta réponse,

toutefois je souhaites apporter quelques précisions pour ma question:

Ce que j'appelle pente physique, c'est la dénivelation 'variation d'altitude' lorsqu'on se balade sur une surface iso -bare- -therme-.

En effet comme tu le dis l'équilibre géostrophique résulte d'un équilibre entre les forces horizontales de préssion et la force d'inertie de coriolis, mais il y a un lien entre le gradient de pression et le gradient géopotentiel (sur une isobare), et donc, par suite avec la pente de l'isobare.

C'est dans ce sens que je parlais de pente physique...

je sais pas si cela à servi à mieux orienter ma question.

[Cotissois 31]

On peut quand même essayer de répondre malgré cette notion de "pente" qui fait fuir tous les porteurs de la bonne parole "dynamique" /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

Je crois que la pente n'est pas vraiment étudiée explicitement, car on sépare l'étude de l'atmosphère en composante "horizontale" et verticale, donc les gradients aussi. On en tient compte de façon plus implicite.

Le gradient "horizontal" révèle les situations plus ou moins baroclines.

Le gradient vertical révèle l'ampleur de la stabilité (verticale).

La pente est conditionnée par le gradient total.

Les situations de front peu incliné combinent à la fois situation barocline et profil vertical instable. C'est plutôt l'exemple de fronts ondulants, donnant de grosses pertubations pluvio-orageuses en été.

En hiver, les pertubations concentrent de forts gradients horizontaux (barocline) mais avec une inclinaison plus nette, suffisante pour garantir des profils généralement stables (notamment front chaud).

Ca ne veut pas dire que la pente n'est pas un paramètre important, notamment quand on s'intéresse à la tropopause, mais ce n'est pas la pente de "fronts".

Avis perso.

[Damien49]

Merci Cotissois. Là j'avoue je séchais pour faire une réponse acceptable /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cotissois 31]

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

Je rajouterais en plus qu'un front habituel (inclinaison avant pour le front chaud, arrière pour le front froid) a un profil d'autant plus stable qu'il est barocline. C'est de la pure géométrie, il suffit de tracer des isolignes et de regarder l'effet sur le gradient dans la direction horizontale ou verticale.

(Attention à un front froid incliné vers l'avant ou un front chaud incliné vers l'arrière ! Plus c'est barocline plus c'est instable /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20"> )

nb : quand je dis instable, c'est en terme de thetaE (instabilité potentielle ou convective)

edit : c'est vrai Gombervaux que je ne connais pas trop l'influence de la pente des isentropes et les ondes de gravité, étant plus au courant de l'influence du gradient de theta E sur la stabilité.

Ce qui est intéressant c'est de répondre aux questions car c'est un exercice très intéressant, obligeant à réfléchir soi-même : le schéma ci-dessus je l'ai fait sur le coup pour observer quel effet avait le gradient horizontal sur celui vertical, ne sachant pas trop...maintenant j'ai la réponse et on le voit c'est simplement de la logique /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Gombervaux]

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

[sebb]

je ne souhaite pas ouvrir un topic, mais serait il possible de me fournir un lien qui puisse me permettre de comprendre ce qu'est le thetaE/température potentielle et isotheta ?, car à vous lire je comprends juste que ça a son importance.

merci

[Roll]

Merci pour vos réponses,

j'avoue que cela fait chauffer mes petites méninges notament la notion de Théta équivalent (je me rappelle plus la definition).

Pour la relation pente frontale (physique) et la baroclinité et la stabilité statique, c'est quelques chose que je n'arrivais pas trop à m'expliquer simplement...

sinon avez vous des ordres de grandeurs à me donner pour ces différentes pentes.

cordialement,

[Cotissois 31]

sebb :

Sur wikipédia tu trouveras les formules, après va faire un tour sur le dossier de Arnaud sur Météociel, il traite des coupes verticales de theta/thetaE

edit :

Roll remet à jour le débat sur les fronts, au coeur de l'ambiguïté norvégienne, et qui me paraît finalement assez ambigü.

La température potentielle est un moyen d'oublier la décroissance de la pression avec l'altitude. Si on raisonne sur la température potentielle comme on le ferait sur la température, alors les anomalies basses de température potentielle sont de simples anomalies froides, les anomalies hautes de simples anomalies chaudes.

Si on oublie la décroissance de la pression, la densité constante implique une température constante, car pression = densité x constante x temp (gaz parfait)

Donc si on a une anomalie froide stationnaire au sol mais un flux non nul, cela suppose que les températures ne se mélangent pas : l'air se déplace sur des surfaces isothermes et au bilan : l'anomalie froide au sol implique mathématiquement des surfaces isothermes penchées et donc des mouvements verticaux.

Bref, au bilan : l'anomalie froide stationnaire au sol implique la montée de l'air qui est supposé avancer, nécessairement plus chaud, et on n'est pas loin de "l'air chaud monte au-dessus de l'air froid !".

Ceci est très théorique (anomalie froide stationnaire) je l'admets, mais pouvez-vous me décrire précisément qu'est ce qu'il faut retenir et qu'est-ce qu'il faut rejeter, et donc d'argumenter sur la réalité ou pas de "l'air chaud monte au-dessus de l'air froid" ?

nb : si on veut tenir compte de la décroissance de la pression, il faut rajouter "potentielle" après "température", et remplacer "isotherme" par "isentrope", et oublier la densité constante /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Gombervaux]

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[Cotissois 31]

Faudra aussi ajouter potentiel à anomalie.

Non je ne pense pas. La température potentielle sert bien à comparer les "masses" d'air aux niveaux d'altitudes différentes.

J'ai fait quelques recherches sur Internet concernant ce "soulèvement isentropique" et j'en tire la conclusion suivante :

L'erreur de la théorie norvégienne n'est pas de dire que l'air chaud monte sur l'air froid (en terme de température potentielle) mais que les ascendances sont forcées par l'inertie.

L'air chaud passe au-dessus de l'air froid dans un front chaud mais pas à cause de l'air froid qui serait plus lourd à bouger, mais par aspiration d'altitude qui n'agit pas sur l'air froid, lequel tend au contraire à subsider.

Vous êtes d'accord avec çà ?

[hailstone]

Pour essayer de donner des ordres de grandeur par rapport à ce qui est observé en pratique, imaginons ce qu'on appelle classiquement un "front chaud" (le cas d'école avec d'abord les cirrus, puis les cirrostratus, puis... etc... les Nimbostratus et la pluie!), c'est-à-dire une zone allongée correspondant à un fort gradient (vertical et horizontal) de Thêta'W (on est donc dans le cadre des zones "stables" mentionnées par Gombervaux dans son post). Imaginons que dans la partie potentiellement froide du gradient on ait des Thêta'W de l'ordre de 6° et du côté potentiellement chaud du gradient des valeurs de l'ordre de 12°. On va pouvoir suivre par exemple les iso-Thêta'W de l'ordre de 9° pour baliser une pseudo "surface frontale".

Si on fait une coupe verticale dans un modèle censé représenter la réalité, qu'on se place parallèlement au gradient horizontal de température potentielle associé à ce front chaud stable et qu'on suit cette ligne des 9° par exemple entre sa trace au sol (ou en très basses couches) et sa trace vers la tropopause, on peut estimer une pente moyenne (on aura rarement quelquechose qui ressemble à une droite sauf peut-être dans de l'air très stable ou dans les modèles norvégiens!).

Celle-ci est en pratique de l'ordre de quelques centaines de km horizontaux pour une dizaine de km verticaux (la hauteur de la troposphère pour simplifier).

Cependant comme cela a été dit, dans des zones où l'air est instable on a des portions de "surface frontale" qui sont verticales (gradient vertical quasi nul de Thêta'W), donc une pente qui tend vers l'infini ou vers 0 suivant comment on regarde le problème...

[Gombervaux]

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[Roll]

Re;

je suis de retour après deux bon jours de bibliographie intensif, qui ont été utile.

Selon Tripplet et Roche, on trouve des pentes de L'ordre de 1/200 pour les surfaces frontales chaudes et de 1/10 pour les fronts froids.

D'autre part, selon Holton, on trouve en manipulant la relation du vent thermique et la relation hypsométrique (laplace) un ordre de grandeur moyen pour les surfaces isothermes lorsque le vent est cisaillé.

Ensuite, je ne comprend pas bien cette histoire de théorie norvégienne, je suis physicien et férru de météorologie depuis peu.

Mais en ce qui concerne l'hypothèse d'ascendance et de subsidence d'air sur les surfaces frontales, je crois qu'il faut recouper ça avec la vorticité... je m'explique:

une surface frontale coïncide avec une zone barocline plus ou moins intense,

Comme à grande échelle pour expliquer l'existence des courants jets, la présence d'un gradient de température implique un vent thermique (fictif) laissant les hautes températures sur sa droite.

Quoi qu'il en soit la présence d'un vent thermique implique un cisaillement du vent avec l'atitude, qui lui est la source de la vorticité horizontale.

D'autre part l'advection de température par le vent soit froide soit chaude selon le front implique qualitativement un gradient de vitesse verticale.

L'action conjugué de la vorticité horizontale et du gradient de vitesse verticale provoque la création d'une vorticité verticale: c'est le terme de bascule.

Ainsi si la vorticité verticale engendré est cyclonique il y a pompage donc ascendence et inversement (règle du tire-bouchon).

Il me semble que ton explication soit similaire, donc je suis d'accord. Sinon je ne verrai pas l'intérêt de traité les pseudofronts (thermique Théta W Prime) les fronts (thermique + dynamique).

Enfin vous serez il possible de détailler lorsque vous parler d'anomalie potentielle ou d'anomalie...

merci

[Cotissois 31]

Déjà je respecte votre niveau, car assimiler la météo dynamique rapidement comme çà il faut le faire, même si le basculement du tourbillon ne paraît pas le plus à propos dans les processus à grande échelle...

Gombervaux :

Je persiste sur la température potentielle theta. On est bien d'accord que l'air "chaud" est en haut.

Je ne vois pas en quoi l'ambiguité norvégienne est là. Ca peut prêter à confusion c'est sûr dans certains cas, mais le raisonnement en température potentielle est plus simple, donc là dans mon exemple je parle des anomalies de température potentielle.

Perso j'ai levé mon ambiguité, car le problème "norvégien" est bien causal, et semble marcher si on considère qu'une anomalie froide implique des ascendances.

On remarque que si l'air suit les isentropes, un front implique mathématiquement des mouvements verticaux. C'est à se demander pourquoi c'est si simple : il suffit d'incliner les isentropes pour avoir un front, donc d'avoir ou bien des chauffages différentiels ou bien déjà des mouvements verticaux !

Si un courant de densité ça peut soulever l'air chaud de force dans la couche-limite, c'est parce qu'il n'y a aucune résistance de stabilité (air chaud en équilibre neutre ou instable). Si on dit que l'air froid est capable de forcer l'air chaud à se soulever à grande échelle, ça veut dire qu'on enfreint la stabilité générale de l'atmosphère...

[Gombervaux]

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[Damien49]

Et bien tout ceci est bien intéressant. Merci roll d'avoir engendré cette conversation. J'ai une petite question pour Cotissois car j'ai pas tout à fait compris ce que représentait tes schémas. Pourrais-tu mettre une petite légende ?

Sinon pour roll, les coupes verticales GFS permettent souvent de se donner une idée assez bonne des discontinuités frontales, c'est un outil assez sympa je trouve et l'on se rend compte bien souvent que le terme simplifié de "pente frontale à la norvégienne" est dans la réalité bien différents. Déjà comme l'a dit hailstone, peu de chances que ça ressemble à une droite.

http://www.meteociel.com/modeles/coupes_gfs.php

[Roll]

Ok,

merci merci pour toutes ces indications...

je viens de découvrir GFS et j'avoue que c'est cool de pouvoir triturer les cartes...

Ensuite, j'aimerais savoir (si c'est possible) ce que stipule la théorie norvégienne, car je ne comprend pas tout.

Je suis ok pour la démonstration de Cotissois 31/22;

Cependant peu tu m'éclairer: quand tu parles de stabilité générale c'est en terme de stabilité statique, ou de paramètre de stabilité ?

Car, à moins que je trompe lourdement, mais il semble que la stabilité statique est une quantité positive à grande échelle à de très forte probabilité et ce n'est qu'à l'échelle inférieure (méso ou aérologique) que l'on observe une stabilité statique négative donc une instabilité.

Est ce pour cela que tu parle de "causal" ?

D'autre part, je suis aussi d'accord avec le fait que cette vision soit un peu dépassé et qu'il parait abhérant de considérer un front comme une droite (ce qu'on fait toujours pour l'OACI) mais il me semble que le formalisme mathématique sous cette forme est plus simple et faisable "à la main".

Sinon Gombervaux qu'entends tu par "marqueurs" (pvu, Théta wet prime) ?

Encore merci

Roll

[Cotissois 31]

C'est gentil de me poser des questions, je ne suis pas la référence mais je vais essayer de répondre.

Gombervaux, vous intervenez si vous en connaissez plus que moi, mais quand je dis quelquechose j'essaie de vérifier à fond que c'est cohérent. Pas la peine de sauter sur la moindre phrase qui ne vous convient pas...

Je ne redécouvre pas les définitions, je refais le raisonnement pour voir où les "norvégiens" commencent à enfreindre les lois générales qui ne sont pourtant pas révolutionnaires.

Je veux bien croire qu'ils raisonnaient en température, épaisseur, masse d'air, mais ils n'ignoraient pas la rapide baisse de pression avec l'altitude donc le schéma des fronts tel qu'on le représente aujourd'hui suppose qu'ils raisonnaient en température potentielle.

Damien49 : les lignes inclinées ce sont les iso-theta(e), sinon ce sont les axes horizontaux et verticaux pour montrer le gradient dans les 2 directions.

Roll : oui, en terme de stabilité statique.

Le causal c'est parce que la théorie norvégienne se plante essentiellement sur le lien de cause à effet, ignorant l'instabilité barocline et toute la dynamique de la tropopause.

Sur le problème de départ, on a du mal à répondre : l'inclinaison d'un front ne conditionne pas la vitesse verticale.

Les ascendances d'un bon front chaud sont parmi les plus importantes à grande échelle (il suffit de suivre régulièrement les modèles), à cause du rôle de l'advection chaude. Plus le front est incliné et barocline, plus la stabilité statique est assurée, empêchant la convection. Donc les précipitations sont de type stratiforme, plus petites, chutant moins rapidement (quand c'est de la pluie).

Les pluies verglaçantes je dirais le contraire, favorisé par une chute rapide des gouttes de pluie, et suffisament grosses. Et sans isothermie... Enfin pas spécialiste de la microphysique /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">