Point de rosée

Le point de rosée est la température à laquelle l’air saturé se refroidit pour former de la vapeur d’eau (avec une humidité relative de 100%). En cas de refroidissement, il y a condensation et formation de nuages.

Le graphique indique la quantité de vapeur d’eau que peut contenir l’air. Il est clair que l’air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau que l’air plus frais. La ligne bleue indique le point de rosée à différentes températures.  
 
Le Foehn

Lorsque l’air monte au-dessus d’une montagne, la pression diminue.

Tout gaz en expansion sous l’effet d’une baisse de pression, refroidit, tandis que, s’il est comprimé dans un contenant plus petit, sa température augmente. Ces changements de température sont dits « adiabatiques », parce que la chaleur ne provient ni d’une source extérieure, ni perdue dans l’environnement ambiant.

En fait, le changement de température du gaz traduit un changement de densité des molécules de gaz. Sous l’effet d’une expansion dans un contenant plus vaste, les molécules ont tendance à se séparer et à subir un moindre nombre collisions, ce qui entraîne une baisse de la température. La compression, source de collisions moléculaires plus fréquentes, entraîne une hausse de température.

Lorsque l’air non saturé monte, sa température diminue d’environ 1 degré centigrade par 100 mètres. A mesure que l’air continue de monter, le refroidissement adiabatique se poursuit également. La température de l’air atteint ainsi peu à peu le point de rosée. L’humidité relative augmente automatiquement et la condensation débute dès que le point de rosée est atteint.

Lorsque l’air montant atteint une altitude où il atteint son point de rosée, la condensation commence à produire des nuages. La plupart des nuages convectifs ont une base plate qui marque le niveau auquel débute la condensation. La condensation émet de la chaleur. Par conséquent, si l’air continue de monter après la condensation, la température continue de descendre (d’environ 0,5 degrés centigrade par 100 mètres).

Lorsque l’air commence à descendre sur le flanc non exposé au vent d’une colline/montagne, il se réchauffe rapidement et l’humidité relative tombe sous le niveau de condensation, entraînant l’évaporation rapide des gouttelettes d’eau restantes du nuage et asséchant l’air. La température de l’air augmente alors à un rythme d’environ 1 degré centigrade par 100 mètres.
 
 

	Le Foehn

La figure montre ce qui se produit lorsqu’une parcelle d’air d’une température de 20 degrés centigrade et d’une humidité relative de 57% est forcée de traverser une chaîne de montagnes d’une altitude de 2.500 mètres. Le point de rosée est atteint à 900 mètres et les nuages se forment. L’air est refroidi d’environ 1 degré centigrade par 100 mètres, jusqu’à atteindre le point de rosée. Au-dessus du niveau de condensation, l’air refroidit à un rythme d’environ 0,5 degrés centigrade par 100 mètres. Par conséquent, la température de l’air au sommet des montagnes est de 3 degrés centigrade.

Lorsque l’air commence à descendre, la température augmente à un rythme d’environ 0,5 degrés centigrade par 100 mètres. Par conséquent, la température monte à 28 degrés centigrade après la descente. Il s’agit d’un air très sec, parce que l’air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau que l’air plus frais.

En conséquence de quoi, le flanc exposé au vent est mouillé, tandis que les flancs non exposés au vent sont secs. Lorsque l’air commence à descendre, la température augmente à un rythme d’environ 1 degré centigrade par 100 mètres. Elle atteint par conséquent 28 degrés centigrade au pied de la montagne non exposé au vent une fois que l’air est descendu. Il s’agit d’un air très sec, parce que l’air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau que l’air froid. En conséquence de quoi, le flanc exposé au vent est mouillé, tandis que les flancs non exposés au vent sont secs.

Cet air sec et chaud qui descend est ce qu’on appelle le Foehn.
 
 

Jet Stream

Le Jet Stream

Le Jet Stream, qui réside dans l’atmosphère supérieure, détermine les conditions météorologiques en Europe. Lorsque le Jet Stream adopte une trajectoire Ouest-Est, l’Europe a un temps dominé par les cyclones, avec les systèmes frontaux associés.

Parfois, le Jet Stream adopte une trajectoire Nord-Sud. En pareil cas, les vents du Nord sont perpendiculaires aux Alpes.

La figure représente un Jet Stream qui ondule.
 
 
Images satellite
 
Images Meteosat

Les satellites météo sont conçus pour mesurer les conditions atmosphériques, tandis que les satellites de ressources ont pour but de cartographier la situation au sol sur la Terre.

Si l’un des principaux objectifs des satellites météo est de permettre des acquisitions fréquentes, les satellites de ressources ont pour objectif d’atteindre une résolution spectrale et spatiale élevée. La haute résolution exige de petites zones de balayage, ce qui entraîne une couverture limitée. Autrement dit, il faut plusieurs jours pour balayer la Terre entière. Cela signifie également qu’il faut un certain nombre de jours pour que le satellite passe au-dessus d’un même point.

Cependant, cette résolution spatiale élevée permet de distinguer de petites zones. Elle permet par conséquent une cartographie plus détaillée.

Du fait de la résolution spectrale élevée, les satellites de ressources peuvent distinguer une variation plus importante des rayonnements. Ceci est exploité en cartographie locale, dans la mesure où il devient possible de faire la distinction entre les profils spectraux de surfaces différentes.

Images NOAA

Les images ont été acquises par un satellite NOAA.

C'est en 1970 que la National Oceanographic and Atmospheric Administration a envoyé une première salve de satellites NOAA en orbite. Ces satellites se déplacent selon des orbites solaires synchrones, à environ 850 km de la Terre et peuvent balayer la totalité du globe en vingt-quatre heures.

Les satellites de la NOAA étant équipés de canaux visibles et proche infrarouges, ils permettent également la cartographie à grande échelle de la végétation. Chaque jour, à la même heure locale, ils passent au-dessus du même point, ce qui permet de rassembler des images sans nuages correspondant aux acquisitions de plusieurs jours.

Les images présentées ici appartiennent à la bande 4: 10.3 - 11.3 µm (= infrarouge thermique).

Il s’agit d’images infrarouges. Autrement dit, la température est représentée sur une échelle allant du blanc (basses températures) au noir (hautes températures).
 
 
Cartes du sol
 
L’étude de cas comporte des cartes du sol donnant une représentation des conditions météo. Ces cartes montrent le temps qu’il fait en Europe. A chaque jour correspond une carte montrant la situation à 00:00 heure (minuit).
 
 
Logiciel de traitement de l’image
 
LEOWorks permet d’analyser les images satellite. LEOWorks est un outil relativement simple qui permet une analyse de base des images.

L’exercice peut cependant également être réalisé en analysant les images différemment.
 
 
Vol Rome-Copenhague
 
Lors d’un vole Rome/Copenhague du 16 mars 2000, il a été possible de documenter un événement de Foehn survenant dans les Alpes (Europe) et semblable à celui qui est décrit ci-dessus.

Départ de Fiumicino, Rome à 14.50

Arrivée à Copenhague à 17.35

L’exercice comporte un lot de photographies et une vidéo prises en enregistrées par la fenêtre d’un avion, ainsi qu’une interview du co-pilote. Le tout en norvégien.