Tipe : Convection / émagramme

[MaxLem]

Bonjour,

Dans le cadre des TIPE en classe prépa, j'ai choisi d'étudier les phénomènes de convection dans l'atmosphère et leur prévision (anagrammes etc...).

Je recherche des personnes calées dans le domaine qui pourraient m'orienter sur de la documentation, des modélisations/expériences etc...

Merci aux bonnes volontés

 

(Si en plus ca peut me permettre de gratter tout le monde dans les pompes c'est encore mieux ^_^)

[Invité Guest]

étudier les phénomènes de convection dans l'atmosphère ...(anagrammes etc...).

inversion: visionner

vario: avoir

spirale: paliers

spirales: palisser

 

etc.

[Thierry]

Je suis sur que JNV t'en trouveras plein d'autres il est friand de ces jeux!!!

[Invité JNV inconnectable]

Ne t'affole pas Thierry, c'est déjà moi qui ai écrit la bêtise plus haut.

Mais j'ai des problèmes pour me connecter et j'ai oublié de le préciser, d'où le "Guest".

 

Que ça n'empêche pas MaxLem d'avoir une réponse à sa question...

[Michel Klich]

Telecharges ceci

 

 

http://crvvbretagne.free.fr/public/Formati...teo_FFVV_XP.zip

 

 

Profites en pour visiter le site breton

http://crvvbretagne.free.fr/

 

Je crois que tu vas avoir une partie du pb résolu.

 

Bon courage

Modifié le 12 octobre 2005 par Michel Klich

[Invité Guest]

Telecharges ceci

 

 

http://crvvbretagne.free.fr/public/Formati...teo_FFVV_XP.zip

 

 

Profites en pour visiter le site breton

http://crvvbretagne.free.fr/

 

Je crois que tu vas avoir une partie du pb résolu.

 

Bon courage

404 Not Found

[Fred]

http://crvvbretagne.free.fr/public/Formations/CDMeteoFFVV/

[MaxLem]

Merci de vos réponses

J'ai effectivement le CD météo, j'ai d'ailleurs essayé de prendre contact avec un météorologue du cnvv qui ne m'a toujours pas répondu.

Les explications du CD sont un peu trop succintes pour être exploitées en TIPE mais c'est déjà une bonne base.

Ce que je recherche, c'est des documents plus théoriques, des modélisations (notamment a propos de l'émagramme et pas de l'anagramme )

[Michel Klich]

L'emagramme n'a rien de théorique , il ne provient pas de simulations ou de modélisations.

 

 

L'emagramme est un abaque sur lequel on a porté sous forme de lignes , des niveaux (pression), des températures, des rapports de mélange saturant pour le couple de gaz air+eau en fonction de la température et de la pression

 

Une loi physique PV (puissance gamma) est utilisé pour la detente adiabatique pour 2 types d'air , l'un à 0% d'humidité (adiabatique seche) et l'autre à100% (pseudo adiabatique).Ce sont des lignes guides qui servent au prévisionniste pour deteminer la hauteur totale convectée, la base et le sommet des nuages.

 

En résumé, l'emagramme est un outil pratique sur lequel est portée une foule de phenomenes physiques (y compris des lois) qui évitent au météorogiste des calculs compliqués.

 

Les lois physiques recherchées sont dans des bouquins classiques de Thermo-dynamique. la detente adiabatique en particulier.

 

La physique des fluides sert à la météo mais n'est pas dans l'emagramme.

 

Pour l'emagramme essaies de te procurer le fasicule de VAILLANT R. 1975 Cours Météo programmé SGAC/SFA. Il était en ligne avant sur le site de la FFVV , il doit y avoir encore encore qq exemplaires qq part??

Modifié le 13 octobre 2005 par Michel Klich

[Invité Invité_Jérôme]

http://crvvbretagne.free.fr/public/Formations/CDMeteoFFVV/

Il y a dans cette présentation une affirmation qui m'étonne beaucoup: que l'essentiel de l'échauffement de l'atmosphère provient de l'absorption du rayonnement IR terrestre.

En l'absence de nuages, cela me parait très douteux, puisque l'absorption IR de l'air sec est faible. Dans ce cas, l'air serait aussi réchauffé par le rayonnement solaire (qui contient plus d'énergie dans l'IR que le rayonnement terrestre). Pour moi, le refroidissement nocturne par une nuit claire se fait par rayonnement vers le fond du ciel.

Si qqun avait l'adresse mail de l'auteur, j'aimerais échanger avec lui sur le sujet.

 

Jérôme (pas météorologue, mais thermicien)

[Michel Klich]

Jerome relis car je pense que tu as mal lu.

 

Enfin si tu as vu "cette erreur" dis nous ou elle est dans le doc (CD)

Modifié le 15 octobre 2005 par Michel Klich

[Invité Guest]

Chap1, pl50:

"La nuit,la partie du sol non éclairée continue à rayonner vers l'atmosphère.

Ne recevant plus le rayonnement solaire, elle se refroidit, ainsi que l ’air à son contact."

 

Ce qui montre bien que ce n'est pas vers l'atmosphère que le sol rayonne, c'est la formation de l'inversion nocturne: sur plusieurs centaines de mètres, l'atmosphère est plus chaude que le sol!; de plus même un voile de cirrus épais suffit à limiter le refroidissement nocturne.

[Michel Klich]

vous avez dit "atmosphére.. atmosphére"

 

 

Ok ici il aurait fallu mettre le "ciel" ou "l'infini " ou "espace"

 

Si vous mettez "ciel" ou "infini" ou "espace" , la phrase garde bien le sens que les auteurs ont du vouloir donner.

 

D'aillleurs il est dit qq part que l'air n'absorbe pas le rayonnement infrarouge.

 

Effectivemenent avec "atmosphére" cela peut amener à confusion.

 

L'inversion nocturne c'est le résultat du contact d'un sol froid qui refroidit l'air au dessus à son contact.

 

Aprés qq heures , avec le phenomene de diffusion ( loi des mélange = vitesse lente qq cm/s) une petite couche d'air plus froid s'est formée prés du sol. C'est la fameuse tranche d'air qu'on appelle communémént "inversion nocturne"

 

On va transmettre

Modifié le 15 octobre 2005 par Michel Klich

[JdeM]

D'aillleurs il est dit qq part que l'air n'absorbe pas le rayonnement infrarouge.

J'ai regardé un peu vite, mais je n'ai pas lu ça - et sans étonnement...

 

Les deux principaux composants de l'air, l'azote et l'oxygène n'absorbent pratiquement pas l'infrarouge.

 

Par contre, la vapeur d'eau, le gaz carbonique et le méthane - qui sont aussi des composants de l'air - l'absorbent.

 

Et bien que ces temps-ci, on parle beaucoup du gaz carbonique (effet de serre et changements climatiques), c'est la vapeur d'eau qui joue le rôle le plus important.

[Michel Klich]

Chap1

page 41 et 42

 

"....Ainsi, l'air est relativement transparent au rayonnement solaire direct

qui le traverse sans l'échauffer de façon importante...."

 

Les auteurs ont pris en compte les gazs à effets de serre mais sur une journée cela joue "trés trés" peu.

 

Il faut considérer que l'air ne s'echauffe pas quand le rayonnement solaire le traverse.

 

Bien entendu que de l'air à forte humidité absolue comme à l'équateur ça commence à compter: bien que ce soit encore le sol principalement qui chauffe l'air. Les faibles écarts de temp diurnes et nocturnes à l'équateur en ciel clair peuvent etre etre expliqués avec ce parametre d'humidité absolue forte.

 

Alors que dans le desert c'est nuit glaciale et journée torride.Humidité absolue faible.

 

Pour comprendre la convection qui fait des ascendances pour les planeurs , on peut ignorer les gazs CO2+ CH4 . Par contre on garde l'eau.

 

Pour l'effet de serre et bien tout est pris en compte. Les prévisions se font en decennies et non pas du jour au lendemain.

Modifié le 17 octobre 2005 par Michel Klich

[Michel Klich]

En continuant plus loin chap1 page 52

il est écrit

"Si l ’air et les nuages sont relativement transparents au rayonnement solaire

ils absorbent par contre très fortement le rayonnement thermique infrarouge de la terre."

 

Faut lire

"Les nuages sont relativement transparents au rayonnement solaire

ils absorbent par contre très fortement le rayonnement thermique infrarouge de la terre.... etc"

[JdeM]

Chap1

page 41 et 42

 

"....Ainsi, l'air est relativement transparent au  rayonnement solaire direct

qui le traverse sans l'échauffer de façon importante...."

Oui, l'air est transparent au rayonnement solaire direct car la majeure partie de ce rayonnement (celui qui atteint la terre) est concentré dans le spectre visible et non dans l'infrarouge comme c'est le cas pour le rayonnement terrestre.

 

Les auteurs ont pris en compte les gazs à effets de serre mais sur une journée cela joue "trés  trés"  peu.

 

(...)

 

Bien entendu que de l'air à forte humidité absolue comme à l'équateur ça commence à compter: bien que ce soit encore le sol principalement qui chauffe l'air. Les faibles écarts de temp diurnes et nocturnes  à l'équateur en ciel clair peuvent etre etre expliqués avec ce parametre d'humidité absolue forte.

 

Alors que dans le desert c'est nuit glaciale et journée torride.Humidité absolue faible.

Mais c'est un peu ça justement l'effet de serre : cette capacité de l'atmosphère à retenir la chaleur. En l'absence d'atmosphère, il y aurait entre le jour et la nuit des différences de température de l'ordre des centaines de degrés plutôt que des dizaines.

 

L'effet de serre le plus marqué, c'est avec la présence d'une couche nuageuse la nuit. Les nuages absorbent, mais surtout réfléchissent l'infrarouge. Si, par ciel clair, le soir, la température se met soudainement à augmenter (4 à 6 °C n'a rien d'inhabituel), c'est qu'une couche nuageuse vient de se former (à l'inversion).

 

Pour comprendre la convection qui fait des ascendances pour les planeurs , on peut ignorer les gazs CO2+ CH4 . Par contre on garde l'eau.

 

Il y a plusieurs théories là-dessus, dont celle qui veut que l'air humide soit beaucoup plus conducteur que l'air sec et que pour cette raison, la mince couche superadiabatique au-dessus des sources d'ascendances thermiques aurait plus de difficulté à se former, la chaleur étant plus rapidement diffusée dans l'environnement de la particule. C'est plausible, mais ça n'explique pas tout.

 

 

Pour l'effet de serre et bien tout est pris en compte. Les prévisions se font en decennies et non pas du jour au lendemain.

 

Il s'agit des changements climatiques - qui lui prend en compte l'effet de serre global. À court terme, le bilan radiatif global, sur lequel l'effet de serre a un effet immédiat, est considéré comme infiniment près de l'équilibre. À long terme, de l'ordre du siècle, on prévoit qu'en partie à cause de l'effet de serre GLOBAL à la hausse, ce bilan radiatif serait en déséquilibre, la terre recevant plus d'énergie qu'elle en retourne à l'espace.

[Michel Klich]

Oui, l'air est transparent au rayonnement solaire direct car la majeure partie de ce rayonnement (celui qui atteint la terre) est concentré dans le spectre visible et non dans l'infrarouge comme c'est le cas pour le rayonnement terrestre."

 

Le soleil est une étoile très chaude et donc lumineuse, le rayonnement solaire couvre tout le spectre des longueurs d'ondes. Y compris les infrarouges et c'est eux qui chauffe le sol.

La terre n'est pas très chaude en surface, ce n'est pas un soleil mais une planète donc forcement c'est beaucoup d'IR qu'elle émet comme tout corps qui n'est pas au zéro absolu. Il n'y a rien de particulier.

 

La terre émet des IR de jour comme de nuit vers le ciel. Dans la journée le soleil apporte un rayonnement IR plus énergétique et le bilan est positif= la terre/le sol s'échauffe.

 

La nuit, si ciel clair, L'IR émis par le sol est envoyé* dans l'espace* d'ou refroidissement important du sol puis de l'air à son contact.

Si le ciel est couvert par une couche nuageuse les IR sont renvoyés en partie vers la terre et donc le refroidissement est moindre et dans ce cas on peut dire que sous la couverture nuageuse on est comme dans une serre et c'est vrai c un effet de serre. Un effet naturel.

 

*Bien entendu que l'atmosphère contribue à garder la chaleur ou tout du moins à ne pas la perdre trop vite. C'est l'effet de sa masse et ça fait inertie. En plus il y de la vapeur d'eau (de l'eau) qui capte l'IR et qui donc retarde encore le refroidissement. Mais au bout d'un moment le photon après avoir percuté d'innombrables molécules d'eau de l'atmosphère, celles ci réemettent également des photons, ça finit quand même par s'échapper et en qq mn le photon est foutu le camp dans l'univers... Le phénomène est assez rapide car ça se passe à la vitesse de la lumière même s’il y a des milliards de molécules d’eau intermédiaires. En conséquence le sol se refrodit mais l'atmosphere se maintient plus ou moins à l'exception de la couche d'air qui est en contact avec le sol.

 

 

En Sibérie maintenant dans qq jours va se former l'anticyclone d'hiver , les températures vont chuter en 2 mois de 40° voire 60°. Si il y avait un effet de serre comme tu décris ça ne plongerait pas si bas. En fait le ciel est clair, il fait nuit ou il y a très peu de soleil et là le rayonnement IR terrestre est permanent amenant le sol à -40 voire -80°C. L'atmosphère (l'eau de l'atmosphère) laisse échapper le rayonnement IR terrestre et donc se refroidit en parallèle avec le sol.. En fait l'humidité absolue est très faible donc un effet de serre naturel très faible.

 

 

 

L'EFFET de SERRE: L'elevation de la Temp moyenne du globe que l'homme provoque par combustion des matières fossiles et autres ( élevages de bovins..). Celui là c'est sur on aura un réchauffement de qq degré en qq dizaines d'années et ça va etre catastrophique pour la planète. Fonte des glaces, montée du niveau des mers ( 1 m c'est des centaines de millions personnes concernés..) , qq temps après arrêt probable du Golf stream et là c la cata.. mais on ne le verra pas c pour les futures générations 2200 à 2500

Modifié le 18 octobre 2005 par Michel Klich

[Michel Klich]

Trés serieux: " il faut allez spiraler au dessus du cul des vaches pour trouver des pompes."

 

Le raisonnement scientifique est parfait.

 

Les vaches ont des flatulences composées essentielemnent de méthane.

 

Le méthane est un gaz à effet de serre . Le meilleur en terme d'absorption des infra rouges.

 

Le methane a une masse moléculaire 16 donc est presque 2 fois plus leger que l'air(28).

 

Vous avez là un truc magique : un gaz plus leger que l'air et qui s'echauffe en captant les IR qui devient encore plus leger= super pompe

 

Donc si vous etes dans les basses couches , vous voyez un troupeau de vaches , allez sipraler au dessus , leurs flatulences vont probablement créer une pompe.

 

Si c'était vrai il y a longtemps que les vélivoles le sauraient. En fait ceux qui dans l'ancien temps y sont réellemnt voir les vaches sont rarement remontés.

 

Vous voyez qu'avec de arguements scientifiques véridiques , on peut dire ce qu'on l'on a envie de croire.

Modifié le 17 octobre 2005 par Michel Klich

[Bre901]

Y compris les infrarouges et c'est eux qui chauffe le sol.

Désolé de te contredire Michel, l'essentiel de l'énergie reçue au sol est dans le spectre visible.

Voir ici.

Le Soleil rayonne de manière comparable dans le domaine visible (46 % entre 0,39 et 0,77 ) et dans le domaine infrarouge (46 % au-delà de 0,77 )

NB la courbe de l'irradiance est en échelle logarithmique.

 

Le rayonnement IR est absorbé par l'atmosphère, contrairement au visible : voir la courbe de transmission en bas de l'article.

Les radiations infrarouges sont absorbées par les molécules atmosphériques telles que le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau

Voir aussi ici Modifié le 18 octobre 2005 par Bre901

[Michel Klich]

Bre901

 

Dans ta reference tu as repris un extrait :

Le Soleil rayonne de manière comparable dans le domaine visible (46 % entre 0,39  et 0,77 ) et dans le domaine infrarouge (46 % au-delà de 0,77 )"

Le domaine visible "eclaire" mais n'apporte que trés peu d'énergie thermique.

C'est bien les infrarouges qui nous chauffent (46% du spectre solaire).

 

D'ailleurs derriere un plexiglass ce qui éclaire c'est le rayonnemnt visble et ce qui chauffe c'est l'IR. Les UV ne passent plus.

 

Pourtant les UV sont beaucoup plus energetiques que les infrarouges. Le plexi n'est pas chaud pour autant , nous derriere le plexi on ne sentt pas beaucoup de différences avec ou sans UV. pourtant il se passe des choses mais pas de production de chaleur.

 

 

 

Les radiations infrarouges sont absorbées par les molécules atmosphériques telles que le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau

C'est parfaitement vrai je n'ai jamais écrit le contraire.

 

Le CO2 et le methane qui contribuent à l'EFFET de SERRE , vu leurs faibles quantités (en proportions) encore aujourd'hui et malgré l'activité de l'homme on peut pour la prévision de la convection journaliére pour les vélivoles en faire abstraction.

 

Quand à l'eau (vapeur) elle est prise en compte dans les prévisions.

 

Allez voir ce site.

http://www.chez.com/enmair/Meteogene.html

Modifié le 18 octobre 2005 par Michel Klich

[Bre901]

C'est parfaitement vrai je n'ai jamais écrit le contraire.

Je ne l'ai pas non plus mis en cause.

 

Mon commentaire ne porte que sur l'idée selon laquelle le visible ne chauffe pas.

 

Le rayonnement solaire visible (rayonnement électromagnétique du même type que les IR, seule la longueur d'onde change) transporte de l'énergie (46% du total émis par le soleil) qui est convertie en chaleur si elle est absorbée. Sinon pourquoi peindrait-on en noir les objets que l'on veut chauffer (capteurs solaires) et en blanc ceux qui doivent rester "frais" (planeurs, etc) ?. Le soleil chauffe derrière une vitre alors que la même vitre arrête le rayonnement infra-rouge (essaie avec un radiateur "radiant" de salle de bains ou un bout de feraille porté au rouge sombre).

 

L'essentiel du rayonnement infra-rouge émis par le soleil (46% de l'énergie émise) n'arrive pas au sol , car il est absorbé par les gaz "à effet de serre" contenus dans l'atmosphère (CO2, H2O, CH4), tout comme celui qui est ré-émis par la surface (pour lequel on parle d'effet de serre).

 

Le plexi, comme le verre, est transparent dans le visible et bloque les IR ré-émis (c'est encore un effet de serre)

 

Les UV sont plus énergétiques (plus "durs", au même titre que les rayons X ou gamma) mais leur part dans le spectre solaire est plus faible et on la néglige le plus souvent dans les calculs énergétiques.

l'ultraviolet a une faible contribution dans le spectre total : 1,5 % pour les longueurs d'onde comprises entre 300 nm et 330 nm ; 1 % pour celles comprises entre 210 et 300 nm ; 0,01 % pour celles de la bande 150-210 nm.

Mais il ne faut pas oublier sa crème solaire car le plexi en laisse passer un peu.

Modifié le 18 octobre 2005 par Bre901

[Invité Guest]

C'est vrai qu'il y a une grande variété de longueur d'onde et donc d'energie dans l'infrarouge. Le rouge du visible est borderline avec l'infrarouge par définition. C le plus puissant, Il chauffe fort. Ensuite plus la T° de la source baisse, plus la longueur d'onde augmente donc l'énergie décroit.

 

Avec les cheminées à porte vitrée on sent la chaleur quand il y a beaucoup de braises. Je pense que c'est aussi une question de quantité de flux d'infrarouge ( masse chaude et sa Temp).

 

On peint en noir pour éviter la reflexion du rayonnement.

 

Les ailes de planeur blanches en plein "cagnard" ne s'échauffent pas. Reflexion du rayonnemment quasi totale.

 

Petite question: Pourquoi le les surfaces claires sont plus favorables au déclenchement des pompes??? Pourquoi le sable clair des plages est brulant en été à ne pas pouvoir marcher dessus pieds nus?? C 'est un peu contradictoire avec les propriétés idéales "des corps noirs*"???

 

 

* à prendre dans les 2 sens "le corps noir du physicien" + "les corps/surfaces sombres".

[Michel Klich]

le post avant c moi.

Je n'étais pas connecté

[JdeM]

On peint en noir pour éviter la reflexion du rayonnement.

 

Les ailes de planeur blanches en plein "cagnard" ne s'échauffent pas. Reflexion du rayonnemment quasi totale.

 

Petite question: Pourquoi le les surfaces claires sont plus favorables au déclenchement des pompes??? Pourquoi le sable clair des plages est brulant en été à ne pas pouvoir marcher dessus pieds nus?? C 'est un peu contradictoire avec les propriétés idéales "des corps noirs*"???

Les surfaces noires ne réfléchissent pas le rayonnement pas plus qu'elles n'en sont traversées. Alors, elles l'absorbent.

 

Les surfaces pâles plus favorables au déclenchement des pompes ? Pas d'accord. Un stationnement de Walmart tout asphalté de neuf, ça vous propulse... Et un champ de neige, ce n'est vraiment pas terrible.

 

Chaud le sable des plages ? Pas autant que le bitume de l'autoroute. Et moins que le trottoir, plus pâle.