Définition et mesures

LA TEMPERATURE
Définition et mesures
Variations verticales
Variations en altitude dans le temps en
un lieu
la tropopause
Valeurs extrêmes
influence de la surface
Importance aéronautique
Variations en surface dans le
temps en un lieu
régulières
Variations saisonnières
janvier
juillet
influence couche nuageuse
contraste océan-continent
cycle saisonnier
variations accidentelles
QUITTER
Définition et mesures (1/2)
• Grandeur physique caractérisant l’agitation moyenne des
molécules
• Le paramètre température traduit un bilan local d’énergie
• Capteurs de température :
–
–
–
–
thermomètre à mercure
sonde thermométrique à résistance de platine
thermographe à bilame
les capteurs doivent être protégés contre les rayonnements directs,
réfléchis et diffus et contre les intempéries
Première
diapositive
2
Définition et mesures (2/2)
• La température en surface est mesurée sous abri.
– celui ci est conçu de manière à protéger les capteurs et à réaliser
l’équilibre entre l’air extérieur et l’air intérieur
– la température sous abri sert de référence en surface
• En altitude
– radiosondage
– mesures avions
• Satellites
– mesure IR de la température de surface et du sommet des nuages
• Unités
– (K : Kelvin, C : Celcius, F : Farenheit)
K  273,15
C
F  32


100
100
180
Première
diapositive
3
Variations verticales (1/3)
• Profil moyen
Z(km)
80
50
Z(km)
thermosphère
-80°C
mésosphère
0°C
mésopause
stratopause11
-56°C
-0,65°/100m
stratosphère
11
-56°C
troposphère
0
tropopause
t(°C)
15°C
Première
diapositive
0
t(°C)
15°C
4
Variations verticales (2/3)
• La stratosphère correspond à l’ozonosphère (forte
concentration en ozone)
6 km
-45°C
-55°C
• la tropopause varie en
fonction de la latitude
Pôle N
17 km -75°C
équateur
La tropopause est le niveau le plus bas au-dessus de 5 km, à partir
duquel le gradient vertical devient supérieur ou égal à -2°/km, sur une
épaisseur d’au moins 2 km
Première
diapositive
5
Variations verticales (3/3)
• Influence sous-jacente de la surface
Z
Inversion de
température
(rayonnement)
Z
1
t
Refroidissement de l’air par conduction
(sol froid)
2
t
Réchauffement de l’air par conduction
(sol chaud), puis convection
• Les régions polaires ont un profil thermique moyen qui se rapproche de
l’exemple 1 (atmosphère radiative)
• Les régions tropicales ou la convection est prépondérante ont un profil et
des conséquences qui se rapprochent de l’exemple 2 (atmosphère
convective)
• Les régions tempérées en l’absence de perturbations ont un profil qui
évolue en cours de journée entre 1 et 2
Première
diapositive
6
Variations dans le temps en un lieu (1/5)
• En surface : variations régulières, cycle jour/nuit
Courbe radiation solaire
t (sous abri)
tmax
amplitude
thermique
a
Bilan=RS-RA-T<0
Bilan=RS-RA-T>0
Bilan=RS-RA-T<0
tmin
temps
00
06
lever du
soleil
+30mn
Première
diapositive
12
18
00
Heures solaires à l’équinoxe
zénith
+2 h
7
Variations dans le temps en un lieu (2/5)
• En surface : cycle jour/nuit
•Radiation solaire
a = tmax-tmin
•Atmosphère
saison (été)
latitude
•Surface
vent
nuages
humidité
continentalité
Influence d’une couche nuageuse
Courbe radiation solaire
Ciel clair (SKC)
t (sous abri)
a
OVC
a
SKC
Couche nuageuse (OVC)
temps
00
06
lever du
soleil
Première
diapositive
12
zénith
18
00
Heures solaires à l’équinoxe
8
Variations dans le temps en un lieu (3/5)
• En surface : cycle jour/nuit
•Radiation solaire
a = tmax-tmin
•Atmosphère
saison (été)
latitude
•Surface
vent
nuages
humidité
continentalité
Influence de la continentalité
t (sous abri)
Continent
Océan
a
a
temps
00
06
lever du
soleil
Première
diapositive
12
zénith
18
00
Heures solaires à l’équinoxe
9
Variations dans le temps en un lieu (4/5)
• En surface : cycle saisonnier (hémisphère Nord)
Continent
t (moyenne)
Océan
parralelle 48N
a a
tmoy jan
tmoy juil
BREST
+7
+16
ORLEANS
+3
+19
MUNICH
-1
+21
BUDAPEST
-4
+22
VOLGOGRAD
-10
+24
mois
Janvier
Première
diapositive
Juillet
10
Variations dans le temps en un lieu (5/5)
• En surface : variations accidentelles (régions tempérées)
t
perturbations
24/48h
1h
averse/orage
temps
J+1
• En altitude
– influence surface diminue
– amplitude plus faible
– accidents liés aux mouvements
atmosphériques
Z
J-1
tropo
tropo
t
Première
diapositive
11
Quelques valeurs extrêmes
• En surface
– Les plus élevées
• +58°C en Libye (El Azizia)
• +44°C à Toulouse et Entrecastaux (Var)
– Les plus basses
• -88°C à Vostok (Antarctique)
• -78°C à Oymiakon (Sibérie)
• -33°C à Langres
Première
diapositive
12
Importance aéronautique
• La température conditionne la masse volumique de l’air
– rendement moteur, consommation
– portance
– distance de décollage, respect des pentes
• Température < 0°C  givrage potentiel dans les
nuages
Première
diapositive
13
Variations saisonnières (1/2)
• En surface : distribution moyenne JANVIER
-30°
0°
15°
Equateur thermique
15°
0°
Première
diapositive
14
Variations saisonnières (2/2)
• En surface : distribution moyenne JUILLET
0°
15°
Equateur thermique
15°
0°
-30°
Première
diapositive
15
LA TEMPERATURE
Première
diapositive
FIN