Pratique SCA4621 Dynamique de l`atmospère

SCA 4621 : Dynamique de l’atmosphère
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Pratique 1 : Analyse d’échelle
1) Calculez l’épaisseur de la couche atmosphérique délimitée par les niveaux de pression
1000 hPa et 700 hPa dans lle cas :
a) D’une masse d’air polaire (A) où la température moyenne est de -20 ˚C;
b) D’une masse d’air maritime tropicale (mT) où la température moyenne est de 20 ˚C.
2) Calculez le nombre de Rossby et le nombre de Reynolds pour chacun des phénomènes
décrits dans le tableau suivant , en sachant qu’ils sont observés à la latitude de 45˚:
Type de système
Échelle horizontale (L)
Échelle verticale (H)
Front froid
50 km
1-2 jours
Tornade
100 m
Minutes
Cumulus
1 km
10 minutes
a) Tirez des conclusions par rapport aux forces importantes dans la description du
mouvement de ces systèmes.
b) En quelles conditions les forces de viscosité sont importantes?
3) Supposez que les échelles qui figurent dans le tableau ci-dessus sont valides pour des
systèmes à n’importe quelle latitude.
a) Calculez le nombre de Rossby aux latitudes 0˚, 10˚, 30 ˚, 45˚, et 90˚.
b) À quelle(s) latitude(s) l’approximation géostrophique peut être appliquée et avec
quelle précision?
4) Quelles termes de l’équation horizontale de mouvement peuvent être négligés dans le cas
d’une dépression synoptique si on veut avoir une précision de :
a) 10 % ?
b) 1 % ?
c) 0,1 % ?
5) Faites une estimation des vitesses du vent géostrophique à Little Rock, Arkansas à 00 UTC,
le 15 février 2003 à la surface, à 700 mb, 500 mb et 300 mb, en utilisant les mesures des
stations des cartes de surface et d’altitude. Comparez le vent géostrophique à chaque niveau
avec la vitesse du vent mesurée.

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Pratique 2 : Préparation pour le premier examen
1) Calculez l’épaisseur de la couche atmosphérique délimitée par les niveaux de pression
1000 hPa et 700 hPa dans le cas :
a) D’une masse d’air polaire (A) où la température moyenne est de -20 ˚C;
b) D’une masse d’air maritime tropicale (mT) où la température moyenne est de 20 ˚C.
2) Dans la figure 2.1 les deux croix encerclées représentent deux localités à la même
longitude et distancées de 50 km. La localité à plus basse latitude est une station
météorologique. Dans la station météorologique le vent est de nord-est et d’intensité égale à
20 m/s. et l’air se réchauffe par radiation à un taux de 1 ˚C/h. Quelle est le changement de
température observé dans cette station en sachant que la température mesuré à 50 km au nord
de la station est de 3 ˚C inférieure à la température de la station?
Figure 2.1
3) Des observations météorologiques faites dans un front froid orienté selon un cercle de
latitude montrent un vent du nord de 10 m/s dans une station au nord du front et des vents du
sud de 5 m/s au sud du front. La distance entre les deux stations est de 100 km. Supposez que
ces vents représentent bien les vents dans la couche limite atmosphérique (1 kilomètre
d’épaisseur) et que la vitesse à la surface est nulle. Calculez la vitesse verticale au dessus de la
couche limite (à 1 km d’hauteur) en supposant que les variations de densité de l’air dans le
premier kilomètre de l’atmosphère sont négligeables.
4) Les isolignes de l’épaisseur de la couche atmosphérique délimitée par les niveau de
pression de 1000 mb et 500 mb sont représentées dans les cartes météorologiques à 60 mètres
d’intervalle. À quelle variation de température moyenne correspond cette variation
d’épaisseur.
5) La figure 2.2 montre une carte montrant les isobares au niveau de la mer, où il est visible
un fort centre de basse pression.
a) Calculez la force de gradient de pression horizontale entre le centre de basse
pression et le centre de haute pression localisé à west, en supposant que la densité de
l’air est de 1 kg/m3. à cette latitude, un degré de longitude équivaut
(approximativement0 à la distance de 28 km.

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b) Une parcelle d’air de 1 kg est initialement au repos à 175 W, 75 N. En quelle
direction se déplacera initialement la parcelle sous l’action du champ de pression
représentée dans la carte?
c) Si la seule force agissant sur la parcelle est celle due au gradient de pression après
combien de temps la vitesse de la parcelle sera de 35 m/s?
d) Quelles sont les autres forces qui vont agir sur la parcelle, une fois que celle-ci
commence sont mouvement?
Figure 2.2 : Pression au niveau de la mer.