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23 avril 2008 3 23 /04 /avril /2008 14:55

2.        Les masses d’air, fronts, perturbations et systèmes nuageux associés

a.  Les masses d’air

Les échanges radiatifs (sous forme de rayonnement) tiennent une place prépondérante dans le bilan énergétique que traduit la température et les variation de celle-ci sur la planète. C’est ainsi que le jour, la température augmente grâce à l’apport de l’énergie solaire, et qu’elle diminue la nuit en l’absence de celle-ci.

A l’échelle du globe terrestre et de son atmosphère, au cours d’une année, les régions polaires ont un bilan radiatif déficitaire (faible éclairement solaire) alors que les régions équatoriales sont excédentaires. « Vous me direz : oui, mais dans ces conditions les régions polaires continueraient au fil des années à se refroidir et les régions équatoriales à se réchauffer ». Pour comprendre la constance au cours du temps  des températures de ces deux régions, il faut envisager des mouvements de l’air atmosphérique entre les pôles et l’équateur. Des masses d’air chaud d’origine tropicale ou équatoriale vont donc réchauffer les régions polaires, et des masses d’air froid d’origine arctique ou polaire vont refroidir les régions intertropicales.

b.  Les fronts et perturbations (fiche 5-1)           (fiche 5-2)           (fiche 5-3)           (fiche 5-4)

Observation, lecture collective et commentaires de l’enseignant

·          Pourquoi la limite entre les deux masses d’air n’est-elle pas rectiligne ?

·         

·          Expérience du tourbillon lorsque l’on vide une baignoire : le tourbillon tourne dans le sens des aiguilles d’une montre. Dans l’hémisphère sud, le tourbillon tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Pourquoi ?

·          Expérience : prendre un globe et un feutre, demander à un élève de faire tourner le globe vers l’est pendant que l’autre trace une ligne verticale de pôle Nord vers l’équateur Þ la ligne est courbe : en raison de la rotation terrestre, elle s’est déportée vers la droite. De la même manière, la rotation de la Terre donne l’impression que les vents se déplacent vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud.

Fiche élève n° 22 (MTO 1-04) remplie avec l’aide de l’enseignant

c.  Les systèmes nuageux associés (fig. 6)

Quel comportement adopter face à ces fronts ?

·   Face à un front chaud (1 et 2)

Il couvre une grande étendue et sa vitesse de déplacement est en général faible (environ 15 kt). Le mauvais temps arrive donc progressivement. Les vols VFR sont possibles dans les deux premiers tiers. Dans le dernier tiers, le vol VFR devient impossible.

·   Le secteur chaud (3) qui suit est souvent le siège de mauvaises conditions météorologiques.

·   Face à un front froid (4 et 5)

Il couvre une petite étendue avec une vitesse de déplacement plus importante (environ 30 kt). Le mauvais temps arrive subitement, comme un mur. On peut envisager d’aller au-devant du front, se poser, attendre son passage et poursuivre le vol.

d.  Les nuages et les précipitations

·          L’atmosphère stable ou instable

Si une particule d’air est sollicitée vers le haut (parce que plus chaude que l’air ambiant), elle va subir une détente et se refroidir. Si sa nouvelle température est inférieure à celle de  l’air ambiant, elle redescendra à sa position initiale, cette atmosphère est stable.

Inversement, si sa nouvelle température est supérieure à celle de l’air ambiant, elle continuera son ascension, cette atmosphère est instable.

                                               Fiche élève n° 23 (MTO 1-12) remplie avec l’aide de l’enseignant

                                               Observation : Météo : les nuages (C1M7)

·          Les nuages (fig. 7 et 8)

Leur morphologie (leur forme) dépend :

o         De leur altitude entre le sol et la tropopause (11000 m = 36000 ft au niveau du 45e parallèle nord)

§          Les « cirro » : nuages élevés : au-dessus de 20000 ft, ils sont constitués de cristaux de glace

§          Les « alto » : nuages de moyenne altitude : entre 6000 et 20000 ft, ils sont constitués de cristaux de glace et de gouttelettes d’eau liquide.

§          Les nuages bas : entre le sol et 6000 ft, ils sont constitués de gouttelettes d’eau liquide.

o         De l’état de stabilité de l’atmosphère dans lequel ils sont formés :

§          Atmosphère stable : forme allongée, aspect flou, contours diffus, leur nom comportera le mot « strat ».

§          Atmosphère instable : contours très net, aspect d’un chou-fleur ou de petites balles, leur nom comportera le mot « cumul ».
Fiche élève ° 24 (MTO 1-09) et 25 (MTO 1-10) remplies avec l’aide de l’enseignant

·          Les précipitations

Les condensations dans l’atmosphère produisent des masses nuageuses. Lorsque les gouttelettes et les cristaux de glace composant ces nuages deviennent suffisamment lourds, leur poids les entraîne vers le sol, c’est la pluie, la neige ou la grêle.

o         La pluie et la neige ont pour origine le nimbostratus ou le cumulonimbus (parfois les stratocumulus, altostratus et cumulus développés). Lorsque ces précipitations proviennent du CB (ou du CU), on dit averse de pluie ou de neige.

Les précipitations ne sont pas liées au caractère stable ou instable des nuages, mais à leur épaisseur. Ainsi, les nuages à grande extension verticale (CB et NS) génèrent les précipitations les plus importantes.

o         La bruine a pour origine le stratus (ou le brouillard) et est une précipitation assez uniforme de très fines gouttelettes d’eau très rapprochées les unes des autres (crachin).

o         La grêle a pour origine le cumulonimbus et est constituée de globules de glace (grêlons) de dimensions importantes allant de quelques millimètres (grésil) à quelques centimètres de diamètre.

o         Symboles cartes TEMSI et messages METAR et TAF (fig. 9) (vu plus tard).

Fiche élève n° 26 (MTO 1-11) remplie avec l’aide de l’enseignant

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Published by Manu - dans Cours
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