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Météo chapitre 1 résumé Imprimer E-mail

Résumé – chapitre 1

 

- Le refroidissement entraine la saturation, un refroidissement plus prononcé entraine la condensation ou la sublimation et la formation de nuages.

- La quantité d’eau qui se condense est plus importante lorsqu’il y a refroidissement de l’air plus chaud saturé que lorsque l’air plus froid saturé est refroidi.

- Pendant l’évaporation, la fonte et la sublimation (glace transformée en vapeur), l’humidité absorbe la chaleur.

- Pendant la condensation, le gel et la sublimation (vapeur transformée en glace) la chaleur est libérée dans l’atmosphère.

- Le point de rosée est la température à laquelle l’air doit être refroidi (à une pression constante) pour qu’il y ait saturation.

- L’humidité relative est la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air comparée à ce qu’il pourrait contenir s’il était saturé.

- Des noyaux sont requis pour qu’il y ait condensation ou sublimation. S’ils sont abondants, ces processus peuvent se produire lorsque l’humidité relative est inférieure à cent pour cent.
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La performance d’un aéronef diminue légèrement dans de l’air dont le contenu en vapeur d’eau est élevé.

 
Météo chapitre 1-6 Imprimer E-mail

Performance des aéronefs

 

11- La densité de l’air diminue en fonction de la réduction de la pression atmosphérique, de l’augmentation de la température et du contenu en vapeur d’eau. La performance des aéronefs varie en fonction de la densité de l’air, de sorte qu’à toute pression donnée la performance est accrue dans de l’air plus dense. Bien que la température soit le principal facteur qui contrôle une telle situation, l’humidité y est pour quelque chose. Ainsi donc, dans le cas de certaines opérations aéroportées d’importance capitale, il faut tenir compte du contenu en vapeur d’eau de l’air.

 
Météo chapitre 1-5 Imprimer E-mail

Humidité Relative

 

9- Pour déterminer ‘l’humidité relative’, on compare la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air à celle qu’il pourrait contenir s’il était saturé ; cette quantité est exprimée en pourcentage. Une humidité relative de cent pour cent indique qu’il y a saturation. Retournons à la figure 1-3. L’air ayant une humidité relative de cent pour cent à 30°C contient 30 grammes de vapeur d’eau par mètre cube mais, à 6°C, il n’en contient que 7. Dans les deux cas, l’humidité relative est de cent pour cent, mais le contenu réel en eau est tout à fait différent. Par conséquent, l’humidité relative ne donne pas une indication aussi juste de l’humidité que ne le fait le point de rosée. C’est pour cette raison que dans la plupart des cas, en aéronautique, on donne le point de rosée et non l’humidité relative.

 

Noyaux de condensation

 

10- Au cours du processus de condensation, l’eau se transforme, à partir de son état gazeux, en de minuscules gouttelettes ; au cours du processus de sublimation, elle se change en minuscules cristaux de glace. L’une des caractéristiques particulières de ces processus résulte du fait qu’ils ne se produisent pas même si l’air est refroidi sous la température de saturation, à moins que de petites particules, désignées noyaux de condensation ou sublimation, ne soient présentes dans l’atmosphère. Les noyaux sont formés de sels marins provenant de l’évaporation des embruns de l’océan, ou encore de minuscules particules solides qui se forment pendant la combustion dans les régions industrielles ou lorsque des feux de forêt font rage. Ils sont toujours présents en quantités suffisantes de sorte qu’il y a condensation lorsque l’humidité relative est de cent pour cent. Cependant, si ces noyaux sont présents en grandes quantités, par exemple dans les secteurs industriels ou au-dessus des océans, ils peuvent produire une condensation avant même qu’il n’y ait saturation complète de l’air. C’est une des raisons pour lesquelles tant de nuages se trouvent au-dessus des océans et des zones industrialisées.

 
Météo chapitre 1-4 Imprimer E-mail

7- En reliant ce fait à la chaleur latente et à l’énergie, plus d’énergie est libérée pendant la condensation à des températures plus chaudes qu’à des températures plus froides pour un refroidissement équivalent. C’est pourquoi les phénomènes météorologiques les plus violents comme les ouragans, les tornades et les orages, éclatent lorsque l’air est très chaud et humide.

 

Point de rosée

 

8- On peut évaluer la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère à partir du point de rosée. Le point de rosée est la température, à une pression donnée, à laquelle l’air doit être refroidi pour qu’il y ait saturation. La différence entre la température et le point de rosée est un indice du point de saturation de l’air. Cette différence est désignée ‘dépression du point de rosée’, et une dépression de zéro signifie que l’air est saturé. Plus le point de rosée est élevé, plus l’air contient de la vapeur d’eau. Voyons la figure 1-3. On constate qu’à un point de rosée de 30°C, un mètre cube d’air contient 30 grammes de vapeur d’eau mais, à 6°C, il n’y en a que 7  approximativement.

 Figure 1-3 Variation du contenu en vapeur d'eau saturée en fonction de la température.

 
Météo chapitre 1-3 Imprimer E-mail

Figure 1-2 Changement d'état.

5- Pendant  la transformation du liquide en glace, la chaleur est libérée dans l’atmosphère, pendant le changement de la glace en liquide, il y a absorption de chaleur. Dans ces cas, la chaleur acquise ou libérée est désignée ‘chaleur latente de fusion’ La glace peut se changer directement en vapeur d’eau et cette dernière peut se transformer directement en glace. Dans les deux cas, le processus s’appelle ‘sublimation’ et la chaleur acquise ou perdue est désignée ‘chaleur latente de sublimation’. Dans le processus de formation de la glace, la chaleur est libérée et elle est absorbée pendant la transformation en vapeur, elle est égale à la chaleur latente de la vaporisation ajoutée à la chaleur latente de la fusion. L’énergie dont il a déjà été question dans le cas des orages et des ouragans provient de la libération des diverses chaleurs latentes lorsque les vapeurs d’eau se transforment en goutte d’eau puis en cristaux de glace.

 

Contenu en vapeur d’eau

 

6- Il y a une limite à la quantité d’eau pouvant se trouver dans l’air sous forme de vapeur à une température  quelconque. Une fois cette limite atteinte, il y a saturation, tout refroidissement entraine une condensation et il y a formation de nuages. Ce phénomène est illustré 1-3 qui indique le contenu en vapeur d’eau lorsque l’air est saturé à différentes températures. Dans ce diagramme, on peut voir qu’à 30°C, il peut y avoir 30 grammes de vapeur d’eau dans un mètre cube d’air (point A) à 27, il ne peut y avoir que 25 grammes de vapeur d’eau par mètre cube (point B) à 60°C 7 grammes (point C) et à 30°C 6 grammes (D). Si la température baisse de 3 degrés, c'est-à-dire si elle passe de 30°C à 27°C, 5 grammes de vapeur d’eau par mètre cube se condensent. Une chute semblable de 3  degrés à partir de 6°C entraine la condensation d’un gramme seulement de vapeur d’eau par mètre. Le refroidissement de l’air saturé à des températures plus chaudes fait condenser plus de vapeur d’eau que le même refroidissement de l’air saturé à des températures plus froides.

 

 
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