Front froid et Thêta-e

[Thotor76]

Bonsoir,

 

Je suis en train de regarder les modèles concernant le passage d'un front froid sur le nord de la France/ Belgique pour ce vendredi, mais j'avoue m'emmêler les pinceaux au niveau de la prévision.

En effet, en regardant les valeurs de thêta-e, normalement celles-ci devraient être "baisses", marquant l'arrivée du dit front froid, cependant elles ne le sont pas du tout. Et en regardant de plus près encore, on ne note pas de brusque rotation du vent à l'ouest.

 

En regardant sur une coupe Arôme, on peut remarquer la marque d'un front froid mais à l'arrière suivi par une "masse chaude".

 

 

Et sur la carte synoptique de l'IRM, ils indiquent eux en effet un front froid où est par moments greffé un front chaud (même si là on est sur + 24H par rapport aux images que j'ai mis plus haut).

 

Mes questions sont donc les suivantes :

1.  Est-ce que je ne serais pas un train de faire un cafouillage au niveau des cartes et un mélange complet ? Que ce soit au niveau des cartes ou bien de la coupe ?
2. Est-ce que tout front froid est accompagné d'une baisse de Theta-e, et à l'inverse tout front chaud d'une hausse (que ce soit sur une carte à une pression précise ou bien visible sur une coupe) ?
3. Tout passage de front froid entraîne-t-il obligatoirement une bascule des vents à l'ouest ?
4. Un front chaud peut-il être greffé à un front froid (en différenciant le front occlus) ?

 

Je suis preneur de tout compléments d'infos (PDF, livres, ressources sur Internet), cela me permettra d'en apprendre encore plus et refaire mes bases.

 

Merci pour vos retours.

 

 

 

 

[Idéfix37]

Je laisserai les spécialistes te répondre, mais ta carte supposée montrer la bascule de vent est trop zoomée.

Le carré rouge représente à peu près ton cadrage. 

Sinon on observe bien une bascule du SW au NW sur ma capture d’écran. 

[Cers]

On 3/20/2024 at 11:42 PM, Thotor76 said:

En regardant sur une coupe Arôme, on peut remarquer la marque d'un front froid mais à l'arrière suivi par une "masse chaude".

 

Je pense que tu fais erreur. D'abord, je dirais que tu as fait une coupe SE -> NO.

Il y a bien un front froid qui s'identifie à la zone de fort gradient de theta-E plus à l'ouest (sur le Royaume-Uni).

 

En coupe NO -> SE à travers le front, voici ce que çà donne :

 

 

 

 

 

[Thotor76]

il y a 19 minutes, Cers a dit :

je dirais que tu as fait une coupe SE -> NO

Je confirme oui, comme indiqué sur l'image on part de la frontière franco-belge jusque R-U.

 

il y a 20 minutes, Cers a dit :

Il y a bien un front froid qui s'identifie à la zone de fort gradient de theta-E plus à l'ouest

En effet après coup il était bien visible sur la coupe, mais comment expliquer cette bande de thêta plus élevée sur la Belgique, alors qu'elle est précédée auparavant d'une zone plus froide et à l'arrière du fameux front froid ? La seule idée qui me vienne est celle d'un front chaud, mais il n'y en n'a pas. Et même sur la coupe, on remarque que cette zone chaude descend en terme d'altitude jusqu'au niveau 900hPa juste avant le front froid.

[Cers]

@Thotor76 La theta-E tient compte de la température et de l'humidité (c'est une variable qui reflète l'énergie contenue dans l'air grosso modo). Prenons deux masses d'air à la même température : si l'une est plus humide, elle aura une theta-E plus élevée.

 

Reprenons l'exemple que tu montres, et comparons T (la température vraie) et theta-E au même niveau (850 mb). Le gradient isobare de T le plus fort se situe bien entre la Manche et l'Irlande, où circule le front froid. La température T au nord de la France est peu différente de celle en Manche. Et pourtant, la theta-E est très élevée entre Manche et Angleterre ! Pourquoi ? Car la masse d'air le long et juste à l'avant du front froid est beaucoup plus humide. Ce que tend à confirmer le champ d'eau précipitable. Ainsi, un fort gradient de theta-E ne signifie pas forcément qu'il y a un fort gradient de température, car ce gradient de theta-E peut être un gradient d'humidité.

 

 

 

 

 

 

 

[Thotor76]

Okay, je capte le principe mais il y a un petit truc qui m'ennuie encore.

 

Le principe de la Thêta-E, c'est j'ai une parcelle d'air à 850hPa que je viens, de façon adiabatique, ramener à 1000hPa. C'est simplement j'ai une température d'un thermomètre, ma courbe d'état.

 

Et puis, j'ai mon hygrométrie qui varie. Plus elles est élevée, plus en la ramenant au sol, elle va être sous pression, et donc contenir d'énergie ? Et donc, en additionnant ce facteur température (ma courbe d'état) + mon taux d'humidité, j'obtiens ma fameuse thêta-e ?

[Cers]

25 minutes ago, Thotor76 said:

Le principe de la Thêta-E, c'est j'ai une parcelle d'air à 850hPa que je viens, de façon adiabatique, ramener à 1000hPa

 

Non, çà c'est la température potentielle theta (qui ne tient pas compte de l'humidité) : la parcelle d'air à la température T et au niveau p (par exemple 850 hPa) est ramenée virtuellement à 1000 hPa, choisi comme niveau de référence. Mais l'humidité n'est pas considérée. Plus l'air est chaud, plus son énergie thermique est élevée. La theta permet de s'affranchir des effets de l'altitude (car quand l'air subit des mouvements verticaux adiabatiques, il se réchauffe ou se refroidit à cause des variations de pression, mais sa température potentielle est constante en l'absence d'échange de chaleur entre la parcelle et son environnement, et sans changement d'état de l'eau). La theta-E tient compte en plus de la vapeur d'eau réellement contenue dans l'air humide, qui a une certaine quantité de chaleur latente pouvant être libérée lors de la condensation. Pour l'obtenir, on élimine ainsi toute la vapeur d'eau de la parcelle par soulèvement (=> condensation) avant de ramener à 1000 hPa.

 

 

[Thotor76]

il y a 1 minute, Cers a dit :

on élimine ainsi toute la vapeur d'eau de la parcelle par soulèvement

Donc je fais partir ma parcelle d'air du niveau 850 hPa, je la soulève et donc elle se condense (= humidité maximale, à 100% ?) et une fois cette condensation atteinte là j'applique le principe adiabatique et j'obtiens donc ma thêta-e ?

[Cers]

30 minutes ago, Thotor76 said:

Donc je fais partir ma parcelle d'air du niveau 850 hPa, je la soulève et donc elle se condense (= humidité maximale, à 100% ?) et une fois cette condensation atteinte là j'applique le principe adiabatique et j'obtiens donc ma thêta-e ?

 

 

 

[Cers]

Pour expliciter un peu quand même, sur l'exemple (sondage en Allemagne), on souhaite calculer theta et theta-E à 850 hPa :

 

• theta s'obtient par une transformation adiabatique jusqu'à 1000 hPa (on suit l'adiabatique sèche en noir et on lit la température à 1000 hPa) ;

• theta-E s'obtient d'abord par soulèvement depuis 850 hPa, jusqu'au niveau de condensation par un procédé adiabatique, puis en suivant la pseudo-adiabatique correspondante en pointillé jusqu'à élimination complète de la vapeur d'eau (tu remarqueras qu'en haut de l'émagramme les courbes adiabatique et pseudo-adiabatique sont parallèles) ; ensuite, on redescend à 1000 hPa en suivant l'adiabatique sèche correspondante (courbe ajoutée en vert clair).

 

Forcément, theta < theta-e

[Thotor76]

Rien de mieux qu'un schéma mais la thêta-e m'ennuie encore.

 

On monte dans ce cas jusque 300hPa car c'est à cette pression que se situe le rapport de mélange 0g/kg ? Ou rien à voir ?

 

Edit (trouvé dans Concepts et méthodes pour le météorologiste, p. 184)

 

Modifié 27 mars 2024 par Thotor76
Ajout d'une illustration

[Cers]

On cherche à atteindre effectivement un rapport de mélange égal à 0 (ce qui signifie air sec dépourvu de vapeur d'eau). Quand on refroidit virtuellement la parcelle par soulèvement, son rapport de mélange diminue et tend vers zéro.

 

 

[Thotor76]

Désolé pour mes bêtes questions, mais je ne comprends pas où trouver ce fameux rapport = à 0.

S'agit-il d'une soustraction de courbes à effectuer, d'une ligne à trouver sur l'émagramme ?

[Thotor76]

Bonjour,

 

Après relecture et encore 2/3 recherches j'ai compris pourquoi ce niveau 300hPa, j'avais mal lu le fait que les courbes adiabatique et pseudo-adiabatique étaient //).

J'ai aussi pu "jouer" avec les Skew-t via ce site.

 

Encore merci pour votre pédagogie.

 

Belle journée.

[Cers]

On 3/28/2024 at 12:30 PM, Thotor76 said:

Après relecture et encore 2/3 recherches j'ai compris pourquoi ce niveau 300hPa, j'avais mal lu le fait que les courbes adiabatique et pseudo-adiabatique étaient //).

 

Oui, on cherche non pas à soulever la parcelle pour atteindre un niveau de pression comme 300 hPa, mais bien à tendre vers un rapport de mélange nul. Lors du soulèvement, il y a refroidissement et condensation, libération de chaleur latente (d'où un gradient pseudo-adiabatique saturé inférieur au gradient adiabatique sec). Avec la baisse du rapport de mélange de la parcelle d'air au cours de la montée, le gradient pseudo-adiabatique saturé se rapproche du gradient adiabatique sec. Quand r est très petit, proche de 0, les deux courbes - adiabatique sèche et pseudo-adiabatique saturée - sont quasiment parallèles.

Modifié 29 mars 2024 par Cers