Couche limite atmosphérique
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Cours d’aujourd’hui Échelles météorologiques Couches dans la troposphère Définition de couche limite et ses caractéristiques Forçages dans la couche limite Comparaison entre la couche limite et l ’atmosphère libre Définition de micro-météorologie Applications Échelles des phénomènes atmosphériques Échelles Les mouvements et phénomènes atmosphériques ont des échelles de temps et d ’espace très variables -->> Les prévisionnistes s ’intéressent surtout aux phénomènes à l ’échelle … ? cependant les phénomènes de petite échelle affectent directement nos vies! Nous ne pouvons pas faire des prévisions à petite échelle (trop petite pour les modèles actuels, les mouvements sont chaotiques et imprévisibles…) Échelles Définition de couche limite Couche limite : la couche atmosphérique où les effets de la surface se font sentir dans une échelle de temps de moins d ’une heure ... Caractéristiques de la CLA Couche essentiellement turbulente Signature Intensité Spectre Vitesse de demoyenne la turbulence turbulence Écoulement laminaire versus turbulent Écoulement laminaire: Haut degré de régularité dans l ’espace et dans le temps Écoulement turbulent: 1 . Structure spatio temporelle complexe 2. Écoulement non reproductible 3. Écoulement de grande vorticité 4. Grande dissipation d ’énergie 5. Grande capacité de diffusion Écoulement laminaire versus turbulent Types de turbulence Selon les forçages on a: Turbulence dynamique Turbulence thermique Forçages Cisaillement du vent Transfert de chaleur Forçages Cisaillement du vent Les petits tourbillons caractéristiques de la couche limite se forment par plusieurs procédés: Le longue d ’une région de cisaillement -->> Dans une région de cisaillement les vents changent rapidement d ’intensité où de directions Couche limite dynamique Couche limite dynamique Couche limite thermique Forçages Instabilité thermique Sommet de la CLA Couche limite thermique Couche limite thermique Nuages de couche limite Les cumulus de bon temps Nuages de couche limite Les brouillard Nuages de couche limite Les strato-cumulus Orages Phénomène de meso échelle Change les caractéristiques de la couche limite … pourquoi ? Micrométéorologie Étude des phénomènes atmosphériques et processus à la petite échelle : micro et local Le domaine de la micro météorologie est limité aussi aux phénomènes observés dans la couche limite atmosphérique Applications Qualité de l’air : • Transport et diffusion des polluants; • déposition des polluants sur la surface terrestre et surfaces d’eau; • prévisions de qualité d’air local ou régional; • sélection des sites d’emplacement des usines et d’autres sources de pollution; • sélection de sites de surveillance de qualité de l’air; • opérations agricoles comme épandage d’insecticides et autres; • opérations militaires. Applications Meso-météorologie : 1) couche limite urbaine et île de chaleur; 2) brise de mer et de terre; vents locaux; 3) développement de «fronts» et de dépressions. Macro-météorologie : • prédictibilité atmosphérique ; prévisions à long terme; • localisation des stations météo; • circulation générale et modélisation climatique. Applications Agro-météorologie et foresterie : • prévision des températures de surface et de gel au sol ; • température et humidité du sol; évapotranspiration ; • bilan radiatif au dessus de la canopée; • protection des cultures des vents et du gel; • mesures de protection du pour prévenir l’érosion: • effets des pluies acides. Applications Planification et gestion urbaine : • chauffage et climatisation; • effets des vents sur les structures; • protection contre le vent, l’accumulation de neige; • mesures de control de pollution. Applications Océanographie physique : • prévision des raz de marée; • prévisions de l’état de la mer; • dynamique de la couche de mélange maritime; • mouvements de la glace dans les océans; • modélisation de la circulation océanique; navigation.
