L`eau dans l`atmosphère

B.I.A
Le 14 décembre 2015
Nom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Météorologie 04
L’eau dans l’atmosphère
1 Différents états
L’eau dans l’atmosphère peut exister sous différentes formes : solide, liquide ou gaz (vapeur d’eau invisible.)
L’humidité est la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air. Elle est mesurée avec un hygromètre (à cheveu,. . . ).
À une pression et une température données, l’air ne peut pas contenir plus d’une certaine quantité de vapeur. Au delà,
le surplus de vapeur se condense.
vapeur d’eau réelle
L’humidité relative est le quotient
. Elle est mesurée avec un psychromètre.
vapeur d’eau maximale
Lorsque l’humidité relative atteint 100%, on se trouve à l’état de saturation.
Plus la température est basse, moins l’air peut contenir de vapeur. Donc la satuation peut apparaître, soit avec un apporte supplémentaire de vapeur, soit quand l’air se refroidit, par exemple lorqu’il passe au dessus d’une surface froide.
Le point de rosée, est la température à laquelle doit être refroidit l’air pour que l’on soit à saturation.
2 Changement d’état
La condensation intervient lorsque la température de l’air
baisse sous le point de rosée.
De fines gouttelettes d’eau se forment autour de poussières
diverses en suspension dans l’air.
Le phénomène inverse est l’évaporation.
L’eau refroidie en dessous de 0◦ C se solidifie (neige, glace).
Inversement, il y a fusion.
Dans l’atmosphère, les gouttelettes d’eau restent souvent liquides à des températures inférieures à 0◦ C. Elles sont en
état de surfusion.
Le phénomène est courant dans le brouillard et les nuages
où l’on observe des gouttelettes d’eau surfondues jusqu’à
des températures de −40◦ C.
Les traînées de condensation sont créées par la condensation de la vapeur d’eau émise par les moteurs d’avion à très
haute altitude. Les gouttes d’eau en suspension deviennent des petits cristaux de glace donnant ainsi naissance à des
traînées blanches derrière les avions.
3 Les nuages
Un nuage est un ensemble
visible de minuscules particules d’eau liquide ou de cristaux de glace en suspension
dans l’atmosphère.
Il se forme par refroidissement de l’air ascendant.
Lorsque la température diminue, la quantité maximale
de vapeur d’eau que peut
contenir l’air diminue, donc
l’humidité relative augmente.
Lorsque l’humidité relative
atteint 100%, la condensation
apparaît autour de minuscules particules solides.
4 Brume et brouillard
La brume est une suspension de microscopiques gouttelettes d’eau, réduisant la visibilité entre 1 km et 5 km.
La brume sèche est constituée de particules solides (sable, poussières,. . . ) en suspension dans l’air non saturé.
Le brouillard est une suspension dans l’atmosphère de petites gouttelettes d’eau ou cristaux de glace, réduisant la visibilité à moins de 1 km. Il se forme principalement par refroidissement d’une masse d’air humide.Le refroidissement
conduit à la saturation puis à la condensation.
5 Les précipitations
Les précipitations sont les hydrométéores (cristaux de glace ou gouttelettes d’eau) qui, ayant été soumis à des processus
de condensation et d’agrégation à l’intérieur des nuages, sont devenus trop lourds pour demeurer en suspension dans
l’atmosphère et tombent au sol ou s’évaporent 1 avant de l’atteindre
La bruine : très fines gouttelettes d’eau d’un diamètre inférieur à 0,5 mm, très rapprochées les unes des autres, et provenant de nuages bas à extension horizontale (Stratus) et du brouillard.
La pluie : gouttelettes de plus grandes dimensions que la bruine provenant de nuages plus épais et de plus grande
étendue (Altostratus, Nimbostratus, Cumulonimbus, Stratocumulus, Altocumulus).
La neige : cristaux de glace dont la plupart sont ramifiés, parfois étoilés. Pour des températures comprises entre 0◦ C et
−10◦ C, les cristaux sont agglomérés en flocons dont le diamètre est compris entre 0.5 et 2.5 cm. Même origine que la
pluie.
La grêle : globules de glace de dimensions importantes allant de quelques mm à quelques cm de diamètre, provenant
de nuages instables à forte extension verticale (Cumulonimbus).
Les averses : précipitations brutales, intenses, très localisées et de courte durée. Elles proviennent de nuages instables à
forte extension verticale. On distingue les averses de : pluie, neige, grêle.
6 Le cumulonimbus
Le cumulonimbus est un nuage de très grande extension verticale. Sa base est grande et très
sombre en raison de la densité du nuage et de sa hauteur. Ils présentent souvent une partie
supérieure en forme d’enclume. Ils donnent naissance à des orages et des averses violentes.
Lorsque le nuage en arrive au stade des précipitations, contrairement aux autres, il se vide. En phase finale d’un orage,
le cumulonimbus se désagrège. Leur traversée est particulièrement dangereuse pour les aéronefs en raison des très
violentes turbulences que l’on y rencontre et des météores de grandes dimensions qui existent dans la partie supérieure
7 Le givrage
Le givrage est un phénomène dangereux pour l’aéronautique.
Lorsqu’un avion traverse un nuage et rencontre des milliards de gouttelettes surfondues, sous l’effet du choc contre les
parois exposées au vent relatif (nez, bord d’attaque des ailes, entrée d’air des réacteurs. . . ), l’état de surfusion va cesser
brusquement et l’eau liquide va se transformer en glace.
Les conséquences sont l’alourdissement de l’avion, la déformation des profils aérodynamiques, la diminution de la
portance et augmentation de la traînée, l’ obstruction des capteurs et mise hors service des instruments correspondants,
le blocage de commandes, la baisse de puissance moteur et le givrage des vitres interdisant la visibilité extérieure.
1. On dit en virga
1. Année : 1997 Question no 2 :
6. Année : 1999 Question no 13 :
La cause la plus fréquente de formation des nuages
La visibilité sur un aérodrome est de 3 000 mètres. On
dans l’atmosphère est :
dit qu’il y a
A) du brouillard
C) de la brume
B) des précipitations
D) une bonne visibilité
2. Année : 1997 Question no 12 :
Le ciel nous apparaît comme ci-dessous, Les nuages
observés sont des :
A) un soulèvement d’un ensemble de particules d’air
humide,
B) un affaissement d’un ensemble de particules d’air
humide.
C) un réchauffement de l’air en altitude, au niveau des
nuages.
D) le changement de saison.
7. Année : 1999 Question no 14 :
On appelle Stratus :
A) un nuage isolé, à base horizontale, dont le sommet,
d’un blanc éclatant a souvent l’aspect d’un choufleur.
B) un nuage semblable à de fins cheveux blancs et dont
l’altitude est très élevée.
A) cumulus, mais ils ne sont pas favorables à la pratique du vol à voile
C) un nuage uniforme, gris et dont la base souvent située près du sol est rendue floue par la brume ou le
brouillard.
D) une accumulation de neige sur plusieurs couches
B) Cirrus, mais ils ne sont pas favorables à la pratique
8. Année : 1999 Question no 15 :
du vol à voile
Vous notez une visibilité horizontale en surface de 1,4
C) Cumulonimbus, et ils sont favorables à la pratique
km. Il ne pleut pas et ne neige pas non plus. En météodu vol à voile
rologie, on dit alors qu’il y a :
D) Cumulus, et ils sont favorables à la pratique du vol
voile
3. Année : 1999 Question no 12 :
A) de la brume
B) de la bruine
C) du brouillard
D) du brouillard dense
La transformation de l’état de l’eau lorsqu’elle passe
9. Année : 2000 Question no 3 :
de l’état gazeux à l’état liquide s’appelle :
Le risque de brouillard par saturation de l’air est d’autant plus grand que les deux températures du psychroA) sublimation.
mètre sont :
B) condensation.
A) voisines
C) évaporation.
B) éloignées
C) l’une positive et l’autre négative
D) fusion
D) toutes deux négatives
4. Année : 1997 Question
no 17
:
L’appareil appelé hygromètre sert à mesurer
10. Année : 2000 Question no 5 :
Les stratus sont des nuages :
A) la pression
A) dangereux à cause des turbulences et précipitations
qui lui sont associées
B) l’humidité
B) dangereux par la faible hauteur de leur base
C) la vitesse du vent
C) permettent le vol à voile grâce aux ascendances qui
leur donne naissance
D) la direction du vent
D) de grande étendue verticale
11. Année : 2000 Question no 7 :
Les nuages d’orage sont :
Parmi les nuages suivants, quels sont ceux qui peuvent
présenter un danger pour l’aéronautique ?
A) les stratus
C) les cumulonimbus
1- Ci
2- Cb
3- As
4- St
B) les cirrus
D) les cumulus
A) 1 et 4.
B) 2 et 4
C) 1 et 3
D) 2 et 3
5. Année : 1998 Question
no 2
:
12. Année : 2000 Question no 8 :
La turbulence d’origine thermique résulte de :
18. Année : 2002 Question no 11 :
Un altocumulus est un nuage de :
A) la stabilité de l’atmosphère
A) l’étage inférieur de l’atmosphère
B) l’humidité de l’air
B) l’étage moyen de l’atmosphère
C) l’échauffement du sol
C) l’étage supérieur de l’atmosphère
D) grande extension verticale
D) l’échauffement des couches supérieures de l’atmosphère
19. Année : 2002 Question no 12 :
L’un des groupes de nuages ci-après ne contient que
13. Année : 2001 Question no 4 :
des nuages stables. Lequel :
L’élément sensible d’un hygromètre est :
A) stratus, cumulonimbus, altocumulus, cirrus
A) une capsule anéroïde
B) altostratus, cirrostratus, stratus, cirrus
B) deux thermomètres, l’un humide et l’autre sec
C) cumulus, cirrocumulus, stratocumulus, altocumulus
C) un cheveu
D) nimbostratus, cumulonimbus, cirrus, altocumulus
D) une éponge
14. Année : 2001 Question no 17 :
Les nuages instables sont :
A) cumulonimbus, cumulus, nimbostratus
B) altostratus, cumulus, nimbostratus
C) cumulonimbus, cumulus, strato-cumulus
D) cumulonimbus, stratus, cirrus
20. Année : 2002 Question no 13 :
Sous quels types de nuages peut-on observer des
averses :
A) gros cumulus et cumulonimbus
B) nimbus et nimbostratus
C) stratus et strato-cumulus
D) cirrus et cirrocumulus
21. Année : 2002 Question no 15 :
Le risque de brouillard par saturation de l’air est d’auSur une carte Temsi, quelle est la signification du symtant plus important que les deux températures du psybole ci-après :
chromètre sont :
15. Année : 2002 Question no 4 :
A) voisines
B) éloignées
C) l’une positive et l’autre négative
D) toutes deux négatives
A) turbulences en ciel clair
22. Année : 2003 Question no 20 :
L’expression CAVOK veut dire :
B) averse de neige
C) montagne russe
A) visibilité supérieure ou égale à 10 km
D) givrage fort
16. Année : 2002 Question
no 8
:
Le degré hygrométrique est :
B) pas de nuages au dessous de 1500 m, pas de cumulonimbus
C) pas de précipitations ou orages, ni brouillard
D) toutes les réponses
A) le degré de température utilisé dans l’échelle de me23. Année : 2008 Question no 9 :
sure Kelvin
Les phénomènes météorologiques qui peuvent dégraB) le degré de température utilisé dans l’échelle de meder notablement la visibilité horizontale sont :
sure Celsius
C) le rapport entre la masse d’humidité contenue dans
l’air et la masse d’humidité que peut contenir l’air
D) la différence de température entre les deux thermomètres d’un hygromètre
17. Année : 2002 Question
no 9
A) la pluie, le vent, la neige.
B) le givre, le vent la neige.
C) la brume, le brouillard, la neige.
D) la brume, le vent, la neige.
:
24. Année : 2008 Question no 16 :
Une masse d’air peut être amenée à saturation d’huLes nuages sont classés en deux grandes catégories qui
midité par :
sont les :
A) augmentation de sa température
A) Stratiformes et cumuliformes.
B) diminution de sa température
B) boulimiques et filiformes.
C) diminution de la pression à température constante
C) bourgeonnants et laminaires.
D) Les propositions a et c sont exactes
D) positifs et négatifs.