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Meiux comprendre les données dans les modèles météo


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Bonjour, j'aurai plusieurs question concernant les modèles météo. En effet, j'ai quelques lacunes sur les données qu'ils fournissent et comment "bien" les lire et en tirer des conclusions. Par exemple, qu'es ce que l'hélicité, mucape, cap, CIN et le storm motion ? .. Pour moi, j'ai des difficultés déjà a savoir à quoi sa correspond et comment les utiliser pour en déterminer des données.

Merci shifty.gif

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Posté(e)
Briançon (05) 1260m

Salut,

Ce sont des paramètres utiles pour la prévision de la localisation et l'intensité des phénomènes convectifs.

Tout d'abord un orage est un système météorologique dont l'existence sert à rétablir l'équilibre de l'atmosphère en diminuant le gradient vertical de température potentielle.

Pour ce faire, les mouvements ascendants amènent l'énergie des basses couches vers la haute troposphère. Cette énergie est quantifiée par la CAPE qui mesure le travail des forces de flottabilité entre la surface et le niveau d'équilibre. Plus elle est élevée, plus l'instabilité est élevée. Cela ne veut pas systématiquement dire que l'occurrence d'orage ne dépend que de la CAPE (convectiv available potentiel energy). En effet, et c'est souvent le cas lord de certaines situations estivales près du bord de mer, les basses couches sont "stables" (ie la température potentielle augmente avec l'altitude), alors qu'on observe des développements orageux. C'est que la particule prend son départ non plus du sol, mais d'une autre couche de l'atmosphère, souvent située à l'étage moyen. La MUCAPE permet de quantifier cette énergie (most unstable CAPE).

Le premier point sur un émagramme qui présente un profil potentiellement instable est appelé le point de convection libre.

S'il est souvent au niveau du sol (gradient vertical suradiabatique), il peut ne pas y être et ainsi la particule issue du sol devra franchir une barrière d'énergie, la CIN, pour ensuite pouvoir être soumise à des mouvements ascendants.

L'hélicité mesure le cisaillement vertical rotationnel de vent, c'est à dire la faculté du vent à augmenter et changer de direction avec l'altitude.

Je ne sais pas trop ce que c'est le storm motion, mais intuitivement je dirais que c'est un paramètre qui permet de déterminer la vitesse de déplacement des éventuelles cellules orageuses..

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Merci beaucoup traqueur pour le lien et gaet 34 de ta réponse très développé et intéressante.Maintenant c est vrai que je comprends beaucoup mieux le role de ces paramétres que je zappais toujours faute de connaissance dessus. Il n'y a plus qu'a attendre une vague orageuse pour tester sa smile.png

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Posté(e)
Sainte-Sigolène (43, 820m )

Coucou !

En ayant vu que tu demandais des renseignements sur les données que pouvaient fournir les modèles météo, je t'apporte un petit complément d'informations, en plus de ce que tu as déjà dans les mains.

Avec ces informations, tu pourrais avoir dans la tête tes propres prévisions pour une situation convective, et donc avoir un temps d'avance sur Meteo-France, ou n'importe quel autre organisme de prévision ( même sur Keraunos, qui sont pourtant spécialisés là-dedans ). La raison est simple: avec les modèles, tu peux, avec une certaine marge d'erreur, avoir une idée de ce qui est prévu à l'échelle départementale. Cette prévision locale, sera toujours d'une meilleure fiabilité comparé à une prévision à l'échelle nationale où les contours sont "lissés".

Connaître la définition de chaque paramètre des modèles et savoir lesquels sont utiles, c'est une bonne chose. Mais le plus important, c'est de savoir les analyser et de connaître les différents seuils qui peuvent amener à faire naître un niveau de risque pour les phénomènes convectifs.

En connaissant les différents seuils, tu sauras à peu près quel pourcentage de chance qu'un phénomène convectif apparaisse, et quel puissance il peut acquérir. En effet, on peut très bien avoir 75% de chance d'avoir un orage faible, et avoir 25% de chance d'avoir un orage fort. Voici ce que tu devrais essayer d'avoir en tête lorsque tu regardes les modèles de prévision:

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J'ai l'habitude de travailler avec les modèles fournis par Meteociel en général, et plus particulièrement le modèle de GFS.

Nous allons étudier au total près d'une dizaine de cartes. Certaines sont moins importantes que d'autres, mais jeter un petit oeil sur chacune de ces cartes est un plus et permet d'affiner la prévision finale. En revanche, je juge certains paramètres comme étant trop complexes, et je les exclus de mes analyses ( par exemple, le Storm Motion, les champs de SRH... ). Je ne dis pas qu'ils ne servent à rien, juste que ce n'est pas eux qui vont déterminer si un orage va naître ou non, et utilisés seuls ces paramètres sont inutilisables ( par exemple, on ne peux pas tirer de conclusion sur le potentiel supercellulaire en s'arrêtant au fait que nous avons une hélicité importante sur une zone, ça ne suffit pas ).

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Précipitations / Précipitations HD / Précipitations convectives:

Cartes primordiales.

Il faut que de bonnes précipitations soient modélisées pour que les orages aient des ressources disponibles. Dans l'idéal, les choses deviennent intéressantes quand les précipitations sont modélisées à partir du début d'après-midi et s'accentuent au fil des heures.

Je te conseille d'utiliser la carte " Précipitations convectives ", car il n'y a pas que les précipitations de modélisées dessus. En effet, tu peux voir apparaître en couleur blanche/grise les zones de convection. Dès que la convection gagne un potentiel précipitant, la couleur passe au bleu clair.

Il faut une zone avec une couleur bleu foncé ( soit > 0,5mm ) pour espérer avoir un risque insignifiant d'orage faible de courte durée. Lorsqu'on a une couleur vert clair ( > 1 mm ), on a déjà une quasi certitude que la convection devrait atteindre le stade de l'averse orageuse. En vert foncé ( > 2 mm ), assez de précipitations sont modélisées pour espérer avoir un orage bien organisé, voire plusieurs cellules se régénérant au fil de la journée. A partir du vert kaki ( > 5 mm ), les précipitations annoncées deviennent conséquentes, et il y a une certitude sur l'occurrence d'un voire plusieurs orages parfois au même moment. Plus les précipitations apparaissent sur des échéances consécutives, et plus le risque augmente.

En résumé:

> 0,1mm = convection; > 0,5mm = peu probable; > 1mm = probable; > 2 mm = fort probable; > 5 mm = sévérité.

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Vent moyen/force à 10m:

Carte facultative, mais peux apporter un plus.

Analyser la carte du vent moyen au sol peut s'avérer utile. En effet, on peux repérer des lignes de convergences ( aussi appelé axe de convergence ). Une convergence est repérable par des vents qui se rencontrent à un endroit précis, cela à tendance à former sur la carte un couloir de vent plus faible: c'est une convergence des vents en basse couche.

Exemple d'axe de convergence:

21-602tfa4_mini.png

Il y en a plusieurs sur cette carte. Dans le Nord-Est de la france vers la Lorraine, mais aussi dans le sud vers les Pyrénées et le nord de l'Espagne.

En pratique, lorsqu'on voit des orages s'organiser en ligne dans le ciel et suivre une zone bien précise, un couloir, il y a de fortes chances que ça corresponde à une axe de convergence. Il est donc utile de savoir où ces axes sont susceptibles d'intervenir afin d'avoir un meilleur positionnement sur le terrain pour chasser.

En résumé:

les vents en basse couche se rencontrent et forment un couloir de vent faible/nul: ligne de convergence à prévoir.

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Températures / Températures HD:

Cartes primordiales.

Les orages aiment la chaleur. Ils sont très fragiles et ont beaucoup d'exigences surtout pour leur croissance. On peut imaginer des seuils de températures à partir desquels les orages vont se plaire de mieux en mieux. C'est une moyenne, car dans certains cas isolés, notamment si les autres paramètres sont excellents, un orage peut voir le jour malgré des températures basses voire même froides.

De manière générale, en dessous de 15°C la température devient nocive pour l'orage. C'est à partir de 15°C qu'on peut espérer observer un orage tenter de se développer mais ça sera difficile. A partir de 20°C ( considéré comme étant une barre symbolique ) la température est suffisante pour aider un orage à se développer. A partir de 25°C les conditions deviennent optimales et les orages peuvent devenir vraiment virulents. Au dessus de 30°C, les conditions sont critiques, et l'orage aura une source de chaleur quasi infinie sur l'instant, il a un potentiel dangereux.

En résumé:

< 15°C = nocif; > 15°C = probable; > 20°C = fort probable; > 25°C = sévérité; > 30°C = attention.

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Humidité:

Carte primordiale.

Les orages se nourrissent d'humidité, c'est l'un de leur très gros point faible. Il est assez difficile d'analyser ce paramètre même s'il suffit simplement de lire un chiffre ou une couleur sur la carte. Car en pratique, les taux d'humidité varient énormément, notamment près des zones boisées ou encore des zones d'eau. De manière générale, pour les orages on considère que l'air devient sec en dessous de 60%. C'est à partir de 70% que l'humidité commence à devenir favorable tout en limitant toujours les risques, et au dessus de 80% les conditions deviennent vraiment bénéfiques. Au dessus de 90%, l'air devient chargé d'humidité et les conditions sont alors optimales. Le taux d'humidité ne détermine pas la puissance, mais plutôt la quantité de nourriture présente dans l'assiette et donc le nombre de calories que l'orage pourra stocker. Moins il y en a, moins il sera endurant.

En résumé:

< 60% = nocif; > 70% = suffisant; > 80% = bénéfique; > 90% = optimal.

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CAPE / LI:

Cartes primordiales.

Les orages ont besoin de carburant pour démarrer, comme l'essence que l'on met dans le réservoir d'une voiture. La CAPE détermine donc le carburant disponible dans l'air. Pour continuer le rapport avec le réservoir d'essence: Prenons un réservoir presque vide avec moins de 300J/Kg ( couleur bleu foncé ), si on y jette une allumette dedans et qu'elle parvient à rester allumée et incandescente jusqu'au bout, ça va prendre feu mais la combustion ne durera que quelques instants. Reprenons le même scénario mais en remplissant le réservoir avec au moins 600J/Kg ( couleur bleu ciel ), ça va prendre feu, et la combustion durera légèrement plus longtemps. Maintenant, remplissons le réservoir à moitié avec 1400J/Kg ( couleur jaune ), ça va non seulement prendre feu et durer longtemps mais il y a aussi un risque d'explosion à cause de la quantité présente. Enfin, faisons un ultime test et remplissons ce réservoir jusqu'au plein avec 2300J/Kg ( couleur rouge foncé ), ça va très certainement violemment exploser et brûler encore longtemps après la déflagration. Maintenant, tout en sachant ça bien que ce soit une vulgaire moyenne, imaginons que le réservoir soit si plein qu'il en déborde de partout et qu'il y ait l'équivalent de presque 4000J/Kg ( couleur noire / hors échelle ), il n'y a pas besoin de te faire un dessin.

En résumé: < 250J/Kg = peu probable; > 600J/Kg = fort probable; > 1400J/Kg = sévérité; > 2300J/Kg = danger.

Le LI ou Indice de Soulèvement, détermine aussi l'instabilité de l'atmosphère. De manière générale, et pour faire simple, il faut un indice négatif pour autoriser le développement orageux. Plus cet indice sera négatif, plus le risque grandit.

En résumé:

> 0K = stable; < 0K = instable; < -4K = fortement instable; < -8K = instabilité remarquable.

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CIN:

Carte primordiale.

L'inhibition convective est une potion anti-convection. L'un des pires ennemis des orages. Elle agit comme un bouclier invisible, qui va bloquer l'évolution du nuage convectif en altitude. Une CIN faible ne devrait pas tuer la convection lors de gros potentiels orageux. Mais dès qu'une CIN devient importante, elle réduit à néant les chances qu'un nuage convectif se charge suffisamment pour atteindre le stade de l'orage. C'est un paramètre à conjuger avec l'échelle de la CAPE.

En résumé:

0J/Kg = RAS; -100J/Kg = gênant; -250J/Kg = problématique; -400J/Kg = trop important.

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Vent à 850, 700, 500hPa:

Cartes facultatives.

En regardant la force et la direction des vents en altitude ( 850hPa = 1500 mètres, 700hPa = 3000 mètres, 500hPa = 5600 mètres d'alt ), on va déterminer le flux directeur et par conséquent la direction que va prendre les orages ou les nuages convectifs. Ca permet également de se faire une idée sur la possibilité qu'un orage soit stationnaire ou non. Mais attention, de trop grosses différences dans les vitesses des vents à différents étages ( par exemple, vent beaucoup plus fort à 500hPa qu'à 700hPa ) pourrait tuer notre orage. La raison est simple: des vents trop forts en altitude pourraient littéralement arracher le sommet de l'orage de sa base d'alimentation, et donc couper la convection.

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Point de rosée:

Carte facultative.

La température du point de rosée va déterminer la température à laquelle la particule d'eau que contient l'air, va devoir s'abaisser pour qu'elle puisse condenser et donc former l'aspect visible de la convection ( le nuage en lui même ). D'une manière générale, plus la température du point de rosée sera proche de la température ambiante, mieux se sera. La raison est évidente:

S'il fait 30°C et que le point de rosée se situe à 25°C, la particule devra monter à une certaine altitude avant de pouvoir se transformer en nuage. C'est cette altitude qui va déterminer la base que prendra notre nuage. Il lui restera donc une certaine marge dans les étages supérieurs pour grandir et se charger.

Mais si se point de rosée se situe par exemple à 20°C, la particule devra monter deux fois plus haut en altitude avant de pouvoir se transformer en nuage. Et de ce fait, le nuage aura bien moins de marge restante pour monter jusqu'à son altitude maximale, il ne se chargera pas de la même façon ( cette explication était vraiment pour imager le principe ! )

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Vent vertical à 700hPa:

Carte primordiale.

C'est un paramètre dont l'explication est un peu délicate. Moi même je ne saurais l'expliquer sans commettre des erreurs, donc je vais m'en tenir à l'essentiel. D'une manière générale, plus les valeurs présentes sur la carte deviennent négatives ( Jaune, orange, rouge, noir... ), plus la convection et les orages seront favorisés. C'est un véritable tremplin pour les nuages, il est d'une aide cruciale. Cette carte peut aussi faire apparaître le déplacement des systèmes convectifs de grande échelle.

En résumé:

valeurs négatives = favorable à la convection.

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Voilà, tu as une vague idée des différentes choses qui te permettront de déterminer un risque orageux. Chaque paramètre vont ensemble, et il faut trouver un bon compromis entre tous les différents paramètres pour qu'un orage puisse se former. Parfois, il ne suffit que d'un seul paramètre pénalisant pour qu'une situation exceptionnelle tombe à l'eau: un peu comme si on avait une voiture en parfait état de marche mais qu'il nous manquait la clé du démarreur.

C'est pour cette raison que la plupart des gens n'acceptent pas le fait que les journées à forts potentiels sont nombreuses mais qu'en pratique il ne se passe presque rien. Un petit rien peut parfois tout faire basculer.

En espérant que ces informations puissent t'aider. Et surtout, sache que tout ce que j'ai écris c'est ma propre vision des choses. Il n'y a pas vraiment de règles strictes sur les différents seuils, le meilleur c'est qu'au fil du temps, tu te fasses ta propre idée sur les prévisions des modèles et de ce qu'il se passe en réalité.

Bon courage à toi smile.png

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Merci Chibisuke. Ton explication est vraiment tres interessante. Maintenant je vais pouvoir moi même faire mes petites prévisions avec tous sa. Je regarderai sa sans le detail en arrivant chez moi parce que avec un portable, c est pas pratique default_smile.png/emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

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  • 3 weeks later...

Bonjour, je ne pense pas être dans le bon topic et, je m'en excuse auprès de la modération, mais je n'ai pas trouvé le sujet adéquate avec ma question. Sur Météociel, dans GFS 0.5°, que signifie la carte "Storm Motion" ? Je pense qu'elle peut avoir, pour but, le suivi d'un phénomène tempétueux à un étage particulier, mais sans grande conviction. Je m'adresse donc aux plus expérimentés. huh.png

D'avance, merci pour vos réponses.

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Posté(e)
Chartres-de-Bretagne (35131)

Je vais apporter une petite contribution:

-Pour ce qui est de la CIN (ou inhibition convective comme dit plus haut), j'avais moi aussi compris qu'elle n'était pas favorable aux orages dans la plupart des contextes mais elle peut aussi être un paramètre favorable à l'intensité des orages. En effet, un peu comme un bouchon qui retiendrai du gaz, il arrive que ce bouchon se relâche voir s'efface tandis qu'il retenait tant bien que mal les nuages de monter en altitude et donc de grandir. Et à ce moment là, la toute ce qui a été retenu se libère assez violemment à une échelle de temps de la formation d'un nuage d'orage et à ce qu'il paraît ça rendrait l'orage plus sévère. Je n'entrerai pas dans les détails car ma compréhension du phénomène s'arrête là et de plus, je ne suis pas sûr à 100% de la véracité de ce que je dis là.

-Pour la Storm Motion, comme son nom l'indique cela témoigne du déplacement des cellules orageuses. Là encore une notion bien complexe dont je retiens qu'une faible storm motion à priori donne un indice sur une éventuel caractère stationnaire de certaines cellules. Après, tout seul comme paramètre ça ne veut rien dire, le storm motion n'est pas le seul à orienter les mouvements des orages, il y a les cisaillements, les vents des différentes couches etc ...De plus le ou la storm motion ne tient pas compte de l'organisation des cellules orageuses. A mon avis le storm motion est défini pour des cellules indépendantes mais ça reste assez flou de mon côté.

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Posté(e)
Tourrette-Levens (06) 420m

Je ne suis pas tout à fait d'accord pour ce que tu as décrit sur l'humidité, CAPE notamment.

La carte d'humidité peut très bien afficher 30% avec de gros orages en journée. Pourquoi? Car l'humidité peut être présente à moyenne altitude par exemple. Ainsi, tu auras l'énergie et l'humidité en altitude, non visible sur les cartes CAPE et humidité classiques, la situation est particulièrement fréquente en soirée quand l'air se stabilise au sol (disparition de la SBCAPE) mais qu'il reste très instable un peu plus haut (visible sur la MUCAPE).

A l'opposé, avec 80% d'HR sans SB CAPE et une forte MUCAPE tu as de très fortes chances de voir une inversion ultrapuissante et des stratus toute la journée... Phénomène fréquent dans le sud-ouest avec la Galerne.

Tu oublies ensuite totalement les facteurs dynamique. Ainsi avec 15° et 300j.kg de CAPE tu peux avoir de bons orages dans une atmosphère dynamique tandis que sous +40° avec 4500j.kg de CAPE tu peux très bien n'avoir absolument rien même si ça persiste plusieurs jours, tu as comme exemple le pic de chaleur d'août dernier où la CAPE dépassait parfois 5000j.kg et où tu n'avais pas le moindre cumulus à cause de la présence d'une dorsale anticyclonique couplée à un haut géopotentiel: il n'y avait aucun gradient thermique donc pas de convection, avec +35° au sol on tapait dans les +25° à la 850hPa. Avec ça il est impossible d'avoir le moindre fractus.

Il faut donc coupler toutes ces données à des cartes de dynamique atmosphérique comme la PVU, le jet, le géopotentiel, repérer les dépressions thermiques éventuelles (très fréquentes lors des gros MCS estivaux). Bref, c'est bien plus compliqué que ça.

Pour les phénomènes d'inversion, de gradient thermique ou les couches de nuages parasites (altocumulus notamment l'été) le RS est également très utile (en modèles il y a les onglets "sondages").

Il faut également retenir qu'une tropopause haute favorise la formation d'orages très électriques pour peu qu'ils soient assez solide pour supporter une convection potable jusqu'à la tropopause. Sous une tropo à 13 000m j'ai déjà chassé un orage qui donnait quelquechose comme 4/5éclairs à la seconde pour une cellule seule!

J'ai également remarqué que sous masse d'air saharienne chargée de sable, les éclairs tendent à virer au rose violacé très certainement via l'ionisation du silicium dans les canaux. Cette poussière donnera également de belles teintes rouges/orangées aux éclairs lointains par diffusion de la lumière bleue, verte et jaune de la foudre au profit de la lumière rouge (même principe que les couchers de soleil).

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Posté(e)
Briançon (05) 1260m

Je vais apporter une petite contribution:

-Pour ce qui est de la CIN (ou inhibition convective comme dit plus haut), j'avais moi aussi compris qu'elle n'était pas favorable aux orages dans la plupart des contextes mais elle peut aussi être un paramètre favorable à l'intensité des orages. En effet, un peu comme un bouchon qui retiendrai du gaz, il arrive que ce bouchon se relâche voir s'efface tandis qu'il retenait tant bien que mal les nuages de monter en altitude et donc de grandir. Et à ce moment là, la toute ce qui a été retenu se libère assez violemment à une échelle de temps de la formation d'un nuage d'orage et à ce qu'il paraît ça rendrait l'orage plus sévère. Je n'entrerai pas dans les détails car ma compréhension du phénomène s'arrête là et de plus, je ne suis pas sûr à 100% de la véracité de ce que je dis là.

Eh bien puisque le but de l'orage, la cause de son existence même étant de rétablir un déséquilibre énergétique (et électrostatique) entre les basses couches et la tropopause, le fait d'avoir de la CAPE dès le sol provoque un effet d'entraînement, qui, même si le profil est sec et que la particule ne rencontre pas son point de condensation, permet un effet de refroidissement , d'un ordre de grandeur certes inférieur que celui provoqué par l'évaporation des précipitations et le courant de densité associé à l'orage.Exemple tout à fait pertinent: une journée chaude d'été au bord du littoral, la brise de mer se maintient, les premiers hPa de la couche limite sont dans une couche d'inversion, souvent rompue à la bascule en brise de terre. Dans ce cas on peut observer le développement d'orages dans le front de brises.

Par contre forte CIN ne veut pas forcément dire absence d'orages, on peut très bien observer des orages au-dessus d'une couche d'inversion très stable: par exemple en été, loin à l'avant d'un front froid, après un régime durable de sud-ouest, on observe souvent sur le sud-ouest une advection humide en basses couches en-dessous d'une couche plus chaude en theta et plus instable, où il peut aisément se former des orages. Dans ce cas la lecture d'un RS est indispensable!

Entièrement d'accord avec les remarques de Météo78, le risque d'orages est dans certains cas très difficile à baliser malgré tous les indicateurs "au vert" que tu as pu citer.

Ne pas oublier non plus qu'un orage est un phénomène de méso-échelle qui peut être la conséquence de quelque chose que le modèle peut ne pas calculer mais seulement paramétriser: on parle de phénomène sous maille.

En revanche le risque d'orage peut très bien appréhendé sur les modèles à mailles larges en regardant quelques uns des paramètres suivants:

A mon sens, sur un modèle comme GFS, il faut surtout regarder:

ThetaE850, beaucoup moins bruité que le champ T2M et qui matérialise en gros la température de la masse d'air; mais le champ de températures c'est pas mal aussi

Altitude 1.5 PVU pour visualiser les forçages d'altitudes

TA 500 hPa surtout pour les advections de tourbillon

CAPE, point de rosée et vent à 10 mètres pour l'instabilité, les advections d'humidité et la convergence de basses couches.

Et surtout, ne pas se priver de coupes verticales où on peut visualiser en un coup d'oeil s'il y a de la CIN, de la CAPE, du cisaillement, suffisamment de chaleur et d'humidité, des plages sèches pour le risque de grêle ou de downdrafts, l'hélicité etc.

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Je ne suis pas tout à fait d'accord pour ce que tu as décrit sur l'humidité, CAPE notamment.

La carte d'humidité peut très bien afficher 30% avec de gros orages en journée. Pourquoi? Car l'humidité peut être présente à moyenne altitude par exemple. Ainsi, tu auras l'énergie et l'humidité en altitude, non visible sur les cartes CAPE et humidité classiques, la situation est particulièrement fréquente en soirée quand l'air se stabilise au sol (disparition de la SBCAPE) mais qu'il reste très instable un peu plus haut (visible sur la MUCAPE).

D'ailleurs, l'HR seule ne veut rien dire.70 % d'HR et 10 °C n'a rien à voir avec 70 % d'HR et 30 °C.

Dans le deuxième cas, l'air est très humide et le potentiel d'orages favorable. Dans le premier cas, l'air reste relativement sec, toutes proportions gardées.

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Posté(e)
Sainte-Sigolène (43, 820m )

C'est pour ça qu'à aucun moment j'ai dit que les différents paramètres pouvaient être utilisés seuls default_wink.png/emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

C'est argumenter sur une évidence

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  • 3 weeks later...

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