Exam 2 Flashcards
Comprendre le fonctionnement du ballon-sonde (N)
Fournit une connaissance de la structure verticale atmosphérique en termes de température, d’humidité et de pression.
- Ballon gonflé avec un gaz léger (Hélium)
- Équipé d’une radiosonde.
- Celle-ci est en contact avec le sol pendant son vol.
Fonctionnement
- Le gaz léger fait monter la mini-station dans l’atmosph.
- Les instruments dans la mini-station mesurent la température, la pression, l’humidité, la vitesse et la direction du vent.
- Transmission des informations par l’émetteur.
- 30 km d’altitude = ballon éclate + parachute pour descen
-2 lâchés par jour: 0h TU et 12h TU
Nommer et définir les cinq composantes du diagramme aérologique (N) (5)
Pression (altitude)
-La force exercée par l’atmosphère sur une unité de surface de la Terre
-Pression = force / unité de surface
-Les lignes de pression sont représentées en vert
-L’unité est l’hectopascal (hPa) ou le millibar (mb)
(1 hPa = 100 Pa)
Température (C°) -Lignes d'égales températures = Isothermes(obliques ver.)
Rapport de mélange à saturation (Rvs)
- Lignes obliques Oranges
- Indique le nombre de grammes de vapeur d’eau nécessaire pour saturer 1 kg d’air sec à une température et une pression données.
Adiabatique (sèche) pour l’air non saturé L’air soumis à un mouvement ascendant subit une pression moindre, se décompresse, et par conséquent, se refroidit. Inversement, un mouvement vers la surface (mouvement de subsidence) a pour effet de comprimer l’air et donc d’augmenter sa température. Pseudo-adiabatique(humide) pour l’air saturé - Rythme de décroissance variable et inférieur au rythme de l’adiabatique sèche
- L’air saturé se condense et libère de la chaleur latente de condensation. Cette chaleur diminue le rythme de refroidissement.
- Température chaude: refroidissement faible
- Température froide: presque pas de diff. avec sèche.
Trouver, avec l’aide d’un diagramme aérologique, la température, l’humidité relative, le rapport de mélange, le rapport de mélange à saturation et le point de rosée d’une parcelle d’air (N)
Voir exercices dans modules
Définir les différentes forces qui donnent naissance à la circulation atmosphérique en surface et en altitude (L)
- Pression atmosphérique: force exercée par l’atmosphère sur une unité de surface de la Terre
- Altitude: pression plus forte en basse et vice-versa.
- Isobares: distancées = le vent est faible. Rapprochées = le vent est fort.
Force du gradient de pression: différence de pression entre les isobares A et B (plus haute à plus basse)
Force de coriolis: tous les corps qui se déplacent au-dessus de la suface de la Terre semblent être déviés vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud.
Lorsque l’équilibre entre les forces du gradient de pression et de Coriolis est atteint, le vent devient parallèle aux isobares et leur reste parallèle.
Force de Friction:
- Dans une dépression, le vent coupe les isobares vers l’intérieur
- Dans un anticyclone, le vent coupe les isobares vers l’extérieur
Expliquer le comportement du vent autour d’une dépression ou d’un anticyclone (L);
Dépression
Hémisphère Nord: Anti-Horaire
Hémisphère Sud: Horaire
AntiCyclone Hémisphère Nord: Horaire Hémisphère Sud: Anti-Horaire
Décrire les grands systèmes de vent à l’échelle planétaire (L)
Vents d’est polaires
L’air qui quitte les pôles est dévié, par la force de Coriolis, vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud
Vents d'ouest L'air qui se déplace des latitudes de 30° vers les latitudes de 60° est dévié vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud
Alizés L'air qui se dirige des latitudes de 30° vers l'équateur est dévié.
Hautes pressions subtropicales
- Aux latitudes de 30° nord et sud, on retrouve une ceinture de hautes pressions
- Le mouvement vertical de l’air est généralement descendant et c’est à ces latitudes que se trouvent les grands déserts du monde.
Zone de convergence intertropicale
- Aux latitudes de 60° nord et sud et à l’équateur, on trouve des ceintures de basses pressions (dépressions)
- Une bande de nuages y est présente toute l’année.
Décrire la formation du phénomène de la brise de terre/mer ainsi que le développement d’une dépression au sol qui engendre une grande cellule de convergence et de divergence (L)
-Engendrées par la différence de température entre la surface de la terre et la surface de la mer.
La brise de mer
- Le sable chauffe l’air qui se trouve au-dessus et l’air chaud prend de l’expansion à la verticale. Les niveaux de pression au-dessus du sable vont s’élever pendant qu’au-dessus de la mer ils vont garder leur altitude.
- Une force due à la différence de pression apparaîtra en altitude
- Air plage monte + va vers air mer = Perte de pression sur la plage = Air Mer va vers Air Place (Circulation Rectang)
La brise de terre Soir venu = sable froid et mer plus chaude = circulation inverse de la brise de mer.
Prévoir la formation d’un brouillard de rayonnement à l’aide du téphigramme
Revoir module
Prévoir la hauteur de la base et du plafond des nuages convectifs à l’aide du téphigramme
Revoir module
Prévoir la température et l’humidité relative du Chinook à l’aide du téphigramme
Revoir module
Comprendre les processus de stabilisation et de déstabilisation de l’air et prévoir à l’aide du téphigramme, la formation ou non de nuages convectifs ainsi que la hauteur de la base et du sommet (plafond) des nuages s’il y a formation de ceux-ci
La troposphère est habituellement constituée d’une superposition de nappes d’air froid ou d’air chaud plus ou moins humide, dû au brassage du vent et au mélange d’humidités différentes. Ces différentes combinaisons de superposition de nappes d’air font en sorte que l’air est tantôt stable, tantôt instable.
- si la parcelle d’air est plus CHAUDE que l’air ambiant, elle va continuer son ascension, car elle est plus légère que l’air ambiant → on est donc en condition d’air INSTABLE
- si la parcelle d’air est plus FROIDE que l’air ambiant, elle tend à redescendre à son point de départ → on est donc en condition d’air STABLE.
Stabilisation Réchauffement en altitude: -Il peut être causé par l’arrivée d’une masse d’air chaude en altitude ou par compression adiabatique
Refroidissement près du sol:
-Il peut être de nature radiative (perte par rayonnement infrarouge très importante) ou être associé à l’arrivée d’une masse d’air froid.
Déstabilisation Refroidissement en altitude : -Qui peut être causé par une advection d’air froid
Réchauffement au sol:
-réchauffement radiatif → le jour.
Énumérer et décrire les principaux types de soulèvements verticaux
Soulèvement orographique
Se produit lorsque l’air rencontre un obstacle physique naturel comme une chaîne de montagnes.
Soulèvement frontal
- Se produit lorsque deux masses d’air aux propriétés thermiques différentes se rencontrent.
- Sous-types: ->celui associé à un front froid (air froid rencontre air chaud et la fait soulever = formation nuageuse à fort développement vertical)
- >celui associé à un front chaud (chaud rencontre froid = chevauche = + horizontal comme grad)Soulèvement dû au frottement
- En frottant le sol, l’air se brise en une série de tourbillons que l’on appelle turbulence mécanique (Bâtiment/Nature)
- De même nature que Orographique mais moins importants dans leur ampleur
Soulèvement dynamique Causé par une variation dans l’espace de la vitesse ou la direction du vent, ou des deux simultanément
Nommer les masses d’air qui touchent nos régions et connaître leurs caractéristiques générales
Masse d'air sec = Continental
Masse d'air humide = Maritime
'' Très froide = Arctique
'' Froid = Polaire
'' Chaud = Tropical
Continental arctique (cA)
- Froids Intenses
- Région glacée et enneigée
- Quantité maximale de vapeur d’eau = limité = très sèche
Maritime arctique (mA)
- En provenance de l’Alaska ou de la Sibérie
- Composée d’air continental arctique
Maritime polaire (mP)
- Son ascension orographique le long des montagnes donne lieu à des formations nuageuses très étendues et à des pluies abondantes
- La température de ses couches inférieures sont les mêmes que celles de l’eau
Maritime Tropical (mT)
- Golfe du Mexique, la mer des Caraïbes et les océans Atlantique et Pacifique
- Très influencé par les plans d’eau
- Dépendant des masses d’air chaud et humide
- La venue d’une masse d’air maritime arctique le soulève et crée une instabilité qui déclenche de la neige abondante, de la pluie, de la pluie verglaçante ou un risque de givrage. C’est la présence de cette masse d’air en altitude qui a provoqué le verglas important de 1998 qu’a connu le Québec.
- Amène souvent la formation de vastes nappes de brouillard
Expliquer la logique de la nomenclature et du classement des nuages (N)
2 principes: ->l’altitude de la base des nuages
->leur forme
Altitude Stra- étage inférieur Alto- étage moyen Cirr- étage supérieur Cum- développement vertical
Forme Stratus: en forme de nappe ou de couche dû au refroidissement de l’air
Cirrus: forme de nuage ressemblant à des cheveux et qui se retrouve uniquement à l’étage supérieur.
Cumulus: de forme arrondie (qui ressemble à un chou-fleur) créé par des mouvements verticaux en air instable
Reconnaître les genres de nuages (+ exceptionnellement l’espèce altocumulus lenticulaire et la variété mammatus) et en décrire les caractéristiques principales (les autres espèces et variétés ne sont pas à reconnaître) (N)
Altocumulus
- Étage moyen (2km)
- Arrondie
- Nappe = Altostratus (As)
Nappe de nuages blancs ou gris de forme arrondie ou
aplatie. Se présentent en groupes, en lignes ou en vagues.
Voir module 8 pour associer image + nom
Lenticulaire : nuages en forme de lentilles ou d’amandes, souvent allongés et avec un pourtour bien défini, parfois irisé.
Mamma: Renflements, mamelles à la base du nuage
Altocumulus lenticularis: Nuage orographique créé sous le vent des montagnes, composé de superpositions de lentilles. Il se forme sans cesse du côté du vent et se désintègre de l’autre, ce qui fait de lui un nuage stationnaire
Mammatus: Nuage résultant de l’apparition de poches sous des nuages tels que les altocumulus et les cumulonimbus. De couleur bleu-gris, le mammatus est
généralement associé à des orages. Toutefois, il peut parfois être observé sousdes nuages non violents comme les altostratus.
Distinguer les différents types d’instruments utilisés pour mesurer les précipitations de pluie et de neige et décrire brièvement leur fonctionnement (N)
Pluviomètre manuel
- Éprouvette graduée que l’on dispose à l’extérieur et dans laquelle la pluie s’accumule lors des précipitations
- Cylindre = blanc = empêcher évaporation par soleil
Pluviographe à augets basculeurs
- Recueille la pluie à l’aide d’un réceptacle en forme de cône
- Enregistre automatiquement la hauteur de la pluie accumulée (à chaque bascule d’un des 2 récipients de 0,2 mm qui s’alternent lors de leur emplissage)
Pluviographe Fisher–Porter
- L’eau accumulée est pesée automatiquement à intervalles réguliers
- Récipient avec huile pour empêcher évaporation
- Lorsque neige = antigel instead of huile
Table à neige
- Mesure la hauteur de précipitation de neige
- Planche + tige de métal = règle mis in snow pour mesur.
Échelle à neige -Poteau gradué en cm planté perpendi. dans le sol Nivomètre à écran de Nipher - Cylindre + écran de Nipher (cloche renversée)
- On mesure a neige fondu con cylindre gradué
Pluviomètre électronique -Laser qui calcule le nombre de gouttes qui tombent ainsi que leur grosseur, pendant une période déterminée Radars -Détecter les précipitations et mesurer leur intensité -chaque radar balaie lentement le ciel à plusieurs niveaux tout en émettant des ondes -Transformés en données numériques, ces différents types d’échos apparaissent sur les écrans d’ordinateur sous forme de zones plus ou moins ombrées, selon l’intensité des précipitations. Radars Doppler -S’appuie sur la différence de temps entre l’envoi et la réception d’un signal. -Plus l’objet est loin, plus l’onde prend du temps avant d’être réfléchie sur ce dernier et revenir au point d’origine Satellites Se déplacent de manière synchrone avec l’orbite terrestre
Relever les limites et les avantages des instruments de mesure présentés (N)
Pluviographe Fisher–Porter
Limite: la hauteur exacte du dépôt est souvent altérée par des facteurs externes comme le vent ou la pente du terrain ou des facteurs intrinsèques comme la fonte ou l’évaporation de la neige
Table à neige Elle doit être nettoyé après chaque chute de neige
Échelle à neige
- Il faut la combiner à un instrument calculant l’équivalent de la hauteur de la neige en sa hauteur en eau
- Utile pour évaluer le risque d’inondations au printemps
Nivomètre à écran de Nipher
- Cet écran permet de réduire au minimum les tourbillons de la neige qui peuvent se former près de l’appareil, ce qui permet une mesure plus précise.
Satellites
- Représentation fidèle de la réalité et peuvent couvrir un très grand territoire.
- Permettent de différencier plusieurs phénomènes et éléments météorologiques comme les nuages, les précipitations, les vents, le brouillard, l’extension de la neige ou de la glace, etc.
Décrire les différents processus qui sont responsables de la formation des précipitations (L)
La Collection
Pour les particule grosse de plus d’1 mm de diamètre
Coalescence:
Une goutte peut tomber plus vite, en rencontrer d’autres moins vite et always devenir de plus en plus volumineuse
Agrégation:
Cristaux de glace se rencontrant pour former un flocon de neige -> Particule plus grosse tombant plus vite
Accrétion:
Cristaux de glace ou de flocons de neige rencontrant des gouttelettes d’eau liquide surfondue (trop petite encore pour se réunir entre elles) les congelant sous l’impact
(grêlons)
Effet Bergeron En présence de gouttelettes d'eau liquide, l'air est sursaturé par rapport à la glace. Les particules de glace grossissent rapidement par condensation solide aux dépens de la vapeur pendant que les gouttelettes s'évaporent en partie et maintiennent la vapeur saturée.
Décrire brièvement les méthodes (ou les hypothèses scientifiques sous-jacentes) envisagées par certains chercheurs pour la modification artificielle du temps (L)
Applicables que si la température dans le nuage est inférieure à 0 °C et si les gouttelettes d’eau y abondent.
-Utilisation d’iodure d’argent ayant un excellent pouvoir glaçogène dès que la température descend sous les -5 °C
Neige artificielle: mélange d’eau + air lors que atmosphère est en dessous de -2. On peut utiliser certaines bactéries pour aider la formation de neige.
Hypothèse: pulvériser de l’eau afin de dissiper le brouillard en déclenchant des précipitations.
-Dispersion de solutions hygroscopiques de type chlorure de calcium (très coûteuses et peu efficaces) pour modifier la structure microphysique des nuages.
Différencier la prévision numérique du temps de la prévision numérique du climat (N)
Du Temps
-Permettent de prédire les principaux paramètres des
conditions atmosphériques pour les prochains jours
-Ne dépassent pas les cinq jours dans le futur
Du Climat
- Sert à prédire les changements globaux que pourrait subir la Terre dans les 30, 100 ou 1 000 prochaines années
- La prévision numérique du climat cherche à évaluer quelles seront les nouvelles normales climatiques pour une région donnée dans un horizon assez lointain
Énumérer les différentes sources d’observations météorologiques utilisées pour préparer les prévisions (N)
- Stations météorologiques de surface
- Stations de sondage aérologique
- Stations au-dessus des océans
- Contribution de l’aviation civile
- Satellites météorologiques
Comprendre les anciennes méthodes de prévision (N)
Méthode des tendances
- Connaître la vitesse et la direction de déplacement des systèmes météorologiques
- Considèrer que cette direction et cette vitesse sont relativement constantes au cours du temps et de l’espace et ainsi on peut donc prédire à quel moment le système atteint une nouvelle région donnée
Méthode par analogie Consiste à analyser les patrons des cartes météorologiques issues des observations et à rechercher un cas similaire dans le passé. Le prévisionniste prédit alors que le temps évolue de la même façon que dans le passé.
Expliquer à quoi correspond la partie dynamique et physique des modèles de prévision (N)
Dynamique
-Version mathématique de l’expression « rien ne se perd, rien ne se crée ».
-S’appuient sur des principes de conservation de la
masse, d’énergie et de quantité de mouvement
-Dictent l’évolution du fluide atmosphérique en gouvernant les variables météorologiques suivantes : la température, la pression, la vitesse du fluide (vent), le contenu en eau de l’atmosphère et la densité du mélange de gaz atmosphériques
Physique -On cherche à évaluer l’effet des phénomènes qui jouent un rôle significatif dans l’évolution de l’état du fluide atmosphérique, mais qui ne sont pas pris en compte dans la partie dynamique. -Ces phénomènes sont plus petits que la maille (résolution spatiale) du modèle -Prend majoritairement en compte la convection verticale (dont font partie les orages) / la physique des nuages (condensation, collection et collision des gouttes…) et l’effet des montagnes et des irrégularités du terrain.
Identifier les étapes à suivre pour la réalisation d’une prévision numérique du temps (N)
-Obtention de l’ensemble des observations météorologiques
-L’état futur des paramètres météorologiques est calculé par le modèle numérique dans chacune des cellules (les
« petites boîtes »)
-Transcription automatique des valeurs sur une carte météorologique pour être évaluées par les prévisionnistes
-Comparaison des résultats de la prévision numérique à d’autres sources d’information, comme les images radars et satellites pour confirmer la validité de la prévision.
-Diffusion de l’information
Définir sommairement ce que sont “les méthodes numériques” et leurs utilités (L)
Utilité: permet d’obtenir l’état du système climatique pour des temps futurs à partir de condition initiale donnée et de condition de forçage
On quadrifie l’atmosphère et l’océan par une grille avec une valeur du champ pour chaque point de la grille. On prend en compte le spatiale et le temporelle.
Décrire sommairement les défis posés par la résolution des grilles et l’augmentation de la résolution spatio-temporelle (L)
Résolution limité dans sa représentation.
Certaines phénomènes sont à plus ou moins grandes échelles, donc ne peuvent être représentés ensemble à la même échelle.
Une trop bonne résolution coûte trop cher.
Décrire les caractéristiques des éléments qui composent la structure générale d’une perturbation aux latitudes moyennes et être en mesure d’identifier ces composantes sur un schéma 2D
3 types de fronts: -Froid
- Chaud
- Occlus
Un front occlus peut présenter un caractère de front froid ou chaud suivant que l’air en surface se refroidit ou se réchauffe au passage du front.
Énumérer les différentes raisons qui peuvent conduire à l’ascension verticale de l’air et ainsi engendrer la formation d’un orage
- Instabilité des particules d’air humide situées au niveau du sol chauffé par le rayonnement solaire
- Arrivée d’un front froid forçant l’air chaud et humide du secteur chaud à s’élever le long de la surface frontale
- Ascension orographiques où les particules d’air sont forcées de monter par l’arrivée d’un flux d’air sur le flanc amont d’une montagne
Expliquer les grandes phases d’évolution temporelle d’une cellule orageuse (3)
Phase de Croissance
Correspond à la naissance et au développement vertical du nuage à partir de l’ascendance génératrice
Phase Mature Atteinte de l'extension verticale maximale par le nuage. Le sommet s'étale et un courant descendant s'établit accompagnant des précipitations.
Phase de Dissipation Les descendances occupent l'ensemble de la cellule orageuse générant une pluie de plus faible intensité jusqu'à sa disparition.
Définir ce qu’est un système convectif à mésoéchelle et une ligne de grain
Ligne de grain: cellules orageuses s’étant organisées en ligne (many centaines de km et plusieurs jours)
Expliquer d’où provient l’électricité des orages (aspect plus global) et quel est le mécanisme de base de l’électrisation (aspect plus spécifique)
Orages
- Produisent un champ électrique inversé par rapport à celui en beau temps.
- Cette perturbation produit un courant électrique apportant à la terre des charges négatives
- Ionosphère est positive, alors que la terre est négative. Il y a une certaine différence entre eux créant un courant électrique de l’ionosphère tentant de rétablir l’équilibre
Électrisation -Les nuages doivent être suffisamment hauts pour atteindre la phase glace -Lié au collision entre les particules glacées. Les chocs et rebondissements séparent une quantité de charge électri. -Surtout entre les Graupels et les Cristaux de Glace -T = basse = Grau. (charge négative) et Crist. (+)->Vice-ver. -
Définir le terme foudre et expliquer ce qui provoque le tonnerre
Éclair: contrainte électrostatique trop forte sur le milieu (zone de nuage) s’ionisant et initiant des décharges électriques se propagent dans l’air formant des canaux conducteurs.
Foudre: aller-retour de l’énergie électrique entre nuage et le sol
Tonnerre: Extension considérable du canal par l’air hautement réchauffé et aux multiples réflexion du son sur le sol ou les parois montagneuses
Décrire les grandes étapes de maturation d’une tornade
1:Intensification du courant ascendant liée à une accélération du courant jet
2:Rotation de l’air qui forme un mésocyclone occupant la moyenne troposphère
3:Rétrécissement du mésocyclone s’étendant de haut en bas et accélérant sa vitesse de rotation
4:Apparition d’un tuba à l’intérieur
5:Étirement vertical du Tuba finissant par toucher le sol
(Une diminution de la pression centrale augmente la vitesse de vent)
Nommer les principales différences entre tornade et ouragan
Cyclone puise son énergie dans la chaleur de condensation de la vapeur d’eau extraite de l’océan et la transforme en énergie mécanique
- Dépression tropicale
- Ne se forme que sur l’océan
Décrire les caractéristiques qui doivent être présentes pour que se forme un ouragan (anatomie d’un cyclone)
-Être au dessus de l’océan
-Qu’il s’agisse d’eau très chaude créant une zone de basse pression
(-Les vents de toutes les directions y convergent entraînant une forte évaporation
-Monte en altitude pour se refroidir, créant plus de nuage chargés de pluie
-Cette condensation relâche de l’énergie entraînant une nouvelle baisse de pression atmosphérique = plus de pluies et d’orages.)
-Il faut qu’il y ait une perturbation atténuant la frontière séparant l’air chaud et humide de l’air froid et sec
-Il faut qu’il y aille formation d’une colonne fermée de 30 à 50 km de diamètre (oeil)
Énoncer les raisons qui expliquent l’augmentation récente du nombre de cyclones de forte intensité (catégorie 4 et 5)
1: Les eaux superficielles dans la couche de mélange sont plus chaudes, ce qui produit plus de vapeur d’eau
2: La thermocline est plus profonde (donc les vents ne réussissent plus à brasser les eaux froides qui sont maintenant trop profondes)
