LES NUAGES

Qursquoest-ce qursquoun nuage

bull Crsquoest des gouttelettes drsquoeau et des cristaux de glace que lrsquoon retrouve en tregraves grande concentration (environ 1000 cm-3)

bull Leur diamegravetre est si petit qursquoils peuvent demeurer en suspension dans lrsquoair (1100 iegraveme de mm)

bull Les nuages produisent la preacutecipitation et sont drsquoune grande importance dans la reacutegulation du climat

Tregraves petit une gouttelette de nuage

Leur diamegravetre varie de 4 agrave 100 m (1 m = 0001 mm)

Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages

bull important pour la formation de la preacutecipitation

bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols

bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes

Les phases de lrsquoeau

Condensationeacutevaporation pour T gt -400C

Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C

Deacutepositionsublimation pour T lt 00C

deacuteposition

Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase

FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1

SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1

EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1

Chaleur latente

Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages

1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Qursquoest-ce qursquoun nuage

bull Crsquoest des gouttelettes drsquoeau et des cristaux de glace que lrsquoon retrouve en tregraves grande concentration (environ 1000 cm-3)

bull Leur diamegravetre est si petit qursquoils peuvent demeurer en suspension dans lrsquoair (1100 iegraveme de mm)

bull Les nuages produisent la preacutecipitation et sont drsquoune grande importance dans la reacutegulation du climat

Tregraves petit une gouttelette de nuage

Leur diamegravetre varie de 4 agrave 100 m (1 m = 0001 mm)

Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages

bull important pour la formation de la preacutecipitation

bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols

bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes

Les phases de lrsquoeau

Condensationeacutevaporation pour T gt -400C

Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C

Deacutepositionsublimation pour T lt 00C

deacuteposition

Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase

FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1

SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1

EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1

Chaleur latente

Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages

1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Tregraves petit une gouttelette de nuage

Leur diamegravetre varie de 4 agrave 100 m (1 m = 0001 mm)

Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages

bull important pour la formation de la preacutecipitation

bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols

bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes

Les phases de lrsquoeau

Condensationeacutevaporation pour T gt -400C

Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C

Deacutepositionsublimation pour T lt 00C

deacuteposition

Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase

FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1

SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1

EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1

Chaleur latente

Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages

1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Distribution de grosseurs des gouttelettes de nuages

bull important pour la formation de la preacutecipitation

bull proprieacuteteacutes radiatives des nuagesbull si r diminue reacuteflectiviteacute du nuage augmentebull si r diminue persistance plus grande du nuagebull effet climatique relieacute aux aeacuterosols

bull gel heacuteteacuterogegravene des gouttelettes

Les phases de lrsquoeau

Condensationeacutevaporation pour T gt -400C

Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C

Deacutepositionsublimation pour T lt 00C

deacuteposition

Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase

FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1

SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1

EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1

Chaleur latente

Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages

1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Les phases de lrsquoeau

Condensationeacutevaporation pour T gt -400C

Fusion pour T gt 00C Gel pour 0 lt T lt -400C

Deacutepositionsublimation pour T lt 00C

deacuteposition

Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase

FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1

SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1

EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1

Chaleur latente

Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages

1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Lrsquoeacutenergie neacutecessaire au changement de phase

FUSION (glace liquide) 03337 106 J kg-1

SUBLIMATION (glace gaz) 28345 106 J kg-1

EacuteVAPORATION (liquide gaz) 25008 106 J kg-1

Chaleur latente

Ex la fonte de la glace la fraicirccheur ressentie lrsquoeacuteteacute pregraves des arrosoirs orages

1 J = travail (eacutenergie) neacutecessaire pour deacuteplacer de 1 megravetre un objet drsquoun poids de 1 Kg

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Lrsquohumiditeacute

Lrsquohumiditeacute repreacutesente la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenue dans lrsquoair

La quantiteacute de vapeur drsquoeau qursquoun volume peut contenir est finie

Plus la tempeacuterature drsquoun volume est eacuteleveacutee plus il peut contenir de vapeur drsquoeau

Lorsque la quantiteacute de vapeur drsquoeau a atteint sa valeur maximale (correspondant agrave une certaine tempeacuterature) le volume est alors satureacute

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Lrsquohumiditeacute relative

Crsquoest le rapport de la quantiteacute de vapeur drsquoeau contenudans un volume sur la quantiteacute maximale que ce volume peut contenir

Pour une mecircme quantiteacute drsquohumiditeacute HR varie en fonction de T

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

EacutevaporationCondensation

Saturation le taux de condensation = le taux drsquoeacutevaporation Sous-saturation le taux de condensation lt le taux drsquoeacutevaporationSursaturation le taux de condensation gt le taux drsquoeacutevaporation

gm3

gkg

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Relation entre es(T) vs T

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Tempeacuterature du point de roseacutee

Crsquoest la tempeacuterature agrave laquelle lrsquoair doit ecirctre refroidi afin que le volume devienne satureacute

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Comment produire un nuage3 solutions

bull Ajouter de la vapeur drsquoeau

bull Diminuer la tempeacuterature

bull Meacutelanger 2 masses drsquoair de T diffeacuterentes

Solution 1 Eacutevaporation au-dessus des mers et plans drsquoeau

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Baisse de la tempeacuterature

bull Refroidissement radiatif

bull Refroidissement pas ascension (adiabatique)

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Refroidissement radiatif Les brouillards

bull Les brouillards radiatifs

bull La fumeacutee de mer

bull Les brouillards de preacutecipitation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Brouillard de radiation

Le brouillard de radiation est causeacutee par le refroidissement radiatif de la surface durant la nuit

2 facteurs favorisent ce type de brouillard

bull une masse drsquoair humidebull nuits claires (sans nuage)

Endroits favoriseacutes

bull villes et campagnes cocirctiegraveresbull champs drsquoagricultureforecirctsbull valleacutee

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

TT

Initiation du brouillard Propagation verticale du brouillard

FLW

FLW

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Exemple valleacutee

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Fumeacutee de mer

Air froid qui est advecteacute au-dessus drsquoun plan drsquoeau laquo chaude raquo

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Vent froid et humide

Eau relativement chaude

Fsh Flh

Fumeacutee de mer ajout de H2O + meacutelange drsquoair

Ce processus est plus efficace si T lt 0 Pourquoi

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

FUMEacuteE DE MER (reacutesumeacute des processus de formation)

bull Air froid et humide au-dessus drsquoun plan drsquoeau chaude

bull formation drsquoune mince couche de brouillard au contact de lrsquoair froid et de lrsquoeau chaude

bull Air pregraves de la surface de lrsquoeau continue de se reacutechauffer et de srsquohumidifier de telle sorte qursquoelle demeure satureacutee

bull Instabiliteacute reacutesultant du reacutechauffement de lrsquoair en surface provoque un meacutelange vertical de lrsquoair

bull Condensation se produit au-dessus (ce qui donne lrsquoaspect de fumeacutee) par meacutelange drsquoair de T et drsquohumiditeacute diffeacuterentes

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

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Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Refroidissement par deacutecompression

Lorsqursquoune parcelle drsquoair srsquoeacutelegraveve dans lrsquoatmosphegravere sa pression srsquoajuste agrave la pression ambiante et alors elle se deacutetend crsquoest-agrave-dire que son volume augmente

En absence drsquoapport exteacuterieur de chaleur la parcelle doit utiliser une partie de son eacutenergie interne afin de se deacutetendre (elle fait un travail) Cela produit une baisse de sa tempeacuterature

On peut montrer (1iegravere loi de la thermodynamique) que le taux de refroidissement dans de telle condition est drsquoenviron 100Ckm

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Refroidissement par deacutecompression

Si il y a changement de phase (condensation) alors il y a deacutegagement de chaleur latente Cela reacuteduit le taux de refroidissement de la parcelle drsquoair

Dans ce cas le taux de refroidissement varie entre 5 et 7oCkm

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Refroidissement par dilatation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La stabiliteacute

Stable lrsquoobjet deacuteplaceacute retourne agrave son emplacement drsquoorigine

Instable lrsquoobjet deacuteplaceacute srsquoeacuteloigne de son emplacement drsquoorigine

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Stabiliteacute de lrsquoatmosphegravere

Instable stable neutre

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La stabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Lrsquoinstabiliteacute absolue

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Lrsquoinstabiliteacute conditionnelle

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence montagnes

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

Convergence pente drsquoun continent

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

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Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Comment peut-on forcer une parcelle drsquoair agrave srsquoeacutelever dans

lrsquoatmosphegravere

DeacutepressionFrontCreux

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Les types de nuages

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Exercices

Si une masse drsquoair chaud et humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol tregraves froid y aura-t-il formation de nuages

Si de lrsquoair glacial et tregraves humide est advecteacute au-dessus drsquoun sol plus chaud y aura-t-il formation de nuages

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Formation de la preacutecipitation

aeacuterosols

Gouttelettes drsquoeau Cristaux de glace

Pluie NeigeGrecircle Greacutesil Verglas

Temps de formation de la preacutecipitation environ 15 minutes

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Goutte de pluie (2 mm) Gouttelette de nuage (20

m)

Aeacuterosol (02 m)

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Les aeacuterosols

Les aeacuterosols sont des particules solides etou liquides de tailles allant de 001 m agrave quelques dizaines de m en suspension dans lrsquoair

bull poussiegraveresbull bacteacuteriesbull sel de merbull sulphatesbull composeacutes organiques

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Aeacuterosol comme noyau de condensation

Les aeacuterosols facilitent la nucleacuteation des gouttelettes car ils offrent une surface sur laquelle lrsquoeau peut se condenser reacuteduisant ainsi la force de pression externe neacutecessaire au maintien de la coheacutesion de la gouttelettes

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lors de la formation drsquoune gouttelette les moleacutecules drsquoeau agrave la surface subissent une force nette vers lrsquointeacuterieur de la gouttelette (Pext ndash Pint)

Une autre force agit en sens inverse la tension de surface Elle agit afin de laquo solidifier raquo les liens moleacuteculaires entre les moleacutecules de surface Cette force deacutepend du rayon de la gouttelette

Lorsque r diminue Pext doit augmenter afin de garder la coheacutesion

r2

(pext-pint) Vg

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La formation drsquoune gouttelette drsquoeau

Lrsquoair doit ecirctre sursatureacute afin qursquoune gouttelette puisse se former

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Aeacuterosols

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Croissance par condensation ou deacuteposition (glace)

Le grossissement par condensation est inversement proportionnelle au rayon de la gouttelette Le taux de grossissement diminue donc lorsque R augmente Ce processus devient tregraves peu efficace pour Rgt10 m

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Croissance par collision

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

bull R gt 20 m pour ecirctre efficace

bull Gouttes-gouttes bonne efficaciteacute

bull Gouttes-cristaux pas tregraves bonne efficaciteacute

Croissance par collision

20 m 500 m

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La croissance par collision est efficace si le nuage est eacutepais et que le mouvement vertical ascendant dans le nuage est eacuteleveacute

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Comment expliquer alors que certains nuages de faible

extension verticale produisent de la preacutecipitation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Processus de Bergeron

Les gouttelettes drsquoeau srsquoeacutevaporent et cette vapeur drsquoeau se deacutepose sur les cristaux de glace permettant agrave ces derniers de croicirctre plus rapidement

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave lrsquoeau est plus grande que la pression partielle de H2O(g) saturante par rapport agrave la glace

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

-15oC

Cette diffeacuterence est maximale agrave environ ndash15oC

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Si e lt esi sublimation des cristaux et eacutevaporation des gouttelettes

Si e gt esw condensation sur gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Si esi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition sur cristaux

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Effet Bergeronesi lt e lt esw eacutevaporation des gouttelettes et deacuteposition

Transfert de lrsquoeau liquide vers la glace

Grossissement rapide des cristaux car ils sont peu nombreux

Cette situation perdure tant et aussi longtemps qursquoil y a des gouttelettes dans le nuage

bull Ce processus explique la formation de la neige dans les nuages minces

bull Au moins une partie du nuage doit cependant ecirctre agrave une tempeacuterature infeacuterieure agrave 0oC

bull Ce processus est le plus efficace vers ndash15oC

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

La formation des cristaux de glace

bull Deacuteposition (vapeur solide avec noyau de glaciation)ndash Agrave -40 Clt T lt 0C

ndash Ce processus augmente en efficaciteacute quand T diminue

bull Gel homogegravene (liquide solide sans noyau de glaciation)ndash Lorsque T lt -40C seulement

ndash Se produit dans les nuages eacuteleveacutes de type cirrus

bull Gel heacuteteacuterogegravene (liquide solide avec noyau de glaciation)ndash Similaire au processus par deacuteposition sauf que dans ce cas il y a formation

de gouttelettes (eacutetape intermeacutediaire)

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Types de preacutecipitation

bull neigebull pluiebull greacutesilbull verglasbull grecircle

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

pluie neige

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Greacutesil Verglas

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Types de cristaux vs tempeacuterature

Temperature (degC) Forme

0 to -4 disques minces

-4 to -6 aiguilles

-6 to -10 colonnes

-10 to -12 disques

-12 to -16 dendrites

-16 to -22 disques

-22 to -40 Aiguilles col

Freacutequemment les cristaux sont agglomeacutereacutes et donc nrsquoont pas de formes tregraves deacutefinies

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Les systegravemes convectifs orage

1 Les orages de masse drsquoair

2 Les orages supercellulaires et multicellulaires

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Lrsquoorage de masse drsquoair

Les ingreacutedients pour le deacuteveloppement drsquoorages de masse drsquoair sont

1Reacutechauffement diurne du sol important2Air humide en surface3Instabiliteacute conditionnelle ou absolue en altitude

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Stages de deacuteveloppement (orage de masse drsquoair)

cumulus mature dissipation

Pourquoi fait-il plus frais lors drsquoun orage

bull Entraicircnement drsquoair sec dans le nuage

eacutevaporation refroidissement courant descendant jusqursquoau sol

bull Fonte de la neigegrecircle au niveau ougrave Tgt0oC

fusion (absorption de chaleur latente) refroidissement courant descendant jusqursquoau sol

Les orages supercellulaires

STRUCTURE

bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades

Autres types de systegravemes convectifs

bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)

bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle

FORMATION DE LA GREcircLE

Coupe transversale drsquoun grecirclon

La grecircle

Climatologie orages intenses

PreacutevisionPreacutevision

Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

Les tornades la formation

Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge

Climatologie Tornades

Echelle de Fujita

Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)

Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

Dangereuses tornadeshellip

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Les orages supercellulaires

STRUCTURE

bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades

Autres types de systegravemes convectifs

bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)

bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle

FORMATION DE LA GREcircLE

Coupe transversale drsquoun grecirclon

La grecircle

Climatologie orages intenses

PreacutevisionPreacutevision

Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

Les tornades la formation

Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge

Climatologie Tornades

Echelle de Fujita

Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)

Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

Dangereuses tornadeshellip

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STRUCTURE

bull Vent qui augmente en intensiteacute avec altitudebull Vent qui change de direction avec altitudebull Permet un deacuteplacement agrave 45o de la cellulebull courant ascendant principal pencheacutebull fort courant descendant agrave lrsquoarriegraverebull peut produire des tornades

Autres types de systegravemes convectifs

bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)

bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle

FORMATION DE LA GREcircLE

Coupe transversale drsquoun grecirclon

La grecircle

Climatologie orages intenses

PreacutevisionPreacutevision

Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

Les tornades la formation

Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge

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Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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bull Les orages multi-cellulaires (lignes de grain)

bull Les complexes convectifs agrave meacuteso-eacutechelle

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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

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Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

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Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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FORMATION DE LA GREcircLE

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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

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Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

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F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

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340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

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Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

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Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

Les tornades la formation

Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge

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Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

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Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

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340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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Cotton WR et RA Anthegraves 1989 Storms and Cloud Dynamics p 542 (1) 1-3 mm (2) 4-12 mm (3) 13-20 mm (4) 21-30 mm (5) 31-52 mm et (6) 52 et +

Le nomogramme nous indique que plus la vitesse ducourant ascendant est eacuteleveacutees plus les grecirclons sont gros

Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

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Eacutechelle Dommages Vitesse du Vent(kmh)

Description

F0 Leacutegers 60 - 100 Antennes de TV tordues petites branches darbres casseacutees caravanes deacuteplaceacutees

F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

Dangereuses tornadeshellip

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Tornadesbull Petit tube tourbillonnant drsquoair de diamegravetre infeacuterieur agrave 1 km

bull Geacuteneacutereacute agrave lrsquointeacuterieur des supercellulles (meacutesocyclone)

bull Vents pouvant atteindre 500 kmh

bull Vitesse de deacuteplacement entre 30 et 50 kmh

Le meacutesocyclone Les tourbillons dans les orages intenses

Les tornades la formation

Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

Si r diminue le tube de tourbillon srsquoallonge

Climatologie Tornades

Echelle de Fujita

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F1 Modeacutereacutes 120 - 170 Caravanes renverseacuteesarbres arracheacutes deacutependances souffleacutees

F2 Importants 180 - 250 Toitures souleveacutees objets leacutegers transformeacutes en projectiles structures leacutegegraveres briseacutees

F3 Seacutevegraveres 260 - 330 Murs de maisons renverseacutes arbres casseacutes dans les forecircts projectiles de grande dimension

F4Deacutevastateurs

340 - 410 Maisons bien construites raseacutees gros projectiles quelques arbres emporteacutes par le vent

F5 Maximum 420 - 510 Fortes structures envoleacutees arbres emporteacutes par le vent projectiles agrave grande vitesse

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Les tornades la formation

Intensification du meacutesocyclone agrave lrsquointeacuterieur drsquoune supercellulle

Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

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Par conservation du moment angulaire si v augmente r diminue(L = m v r)

Si v augmente la pression agrave lrsquointeacuterieur du tube baisse

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