Couche limite atmosphérique

1. Couche limite atmosphérique Chapitre I - Définition de la couche limite - Comparaison entre l’atmosphère libre et la couche limite - Le vent dans la couche limite - Variables thermodynamiques - La structure de la couche limite sur les continents - Couche limite convective diurne - Couche limite nocturne - Turbulence et hypothèse de Taylor - Étude de la couche limite : approches - Applications

2. 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 ...

3. Définition de la couche limite : caractéristiques de la couche limite Lawton, Oklahoma

4. Définition de la couche limite : caractéristiques de la couche limite Les changements observés dans la couche limite sontdus aux phénomènes de transport Le transport turbulent est trèsimportant dans la couche limite

5. Définition de la couche limite : nuages de couche limite Les cumulus de bon temps

6. Définition de la couche limite : nuages de couche limite Les brouillard

7. Définition de la couche limite : nuages de couche limite Les strato-cumulus

8. Couplage entre la couche limite etl’atmosphère libre : orages Phénomène de meso échelle Change les caractéristiques de la couche limite … pourquoi ?

9. Écoulement moyen transport par advection Le vent dans la couche limite:types d’écoulement Écoulement turbulent + ondes transport turbulent

10. Turbulence : écoulement laminaire versus turbulent

11. Turbulence :origines de la turbulence Équation de conservation de quantité de mouvement (Navier Stokes)

12. Turbulence: types de turbulence Selon les forçages on a: Turbulence dynamique advection Turbulence thermique flottabilité

13. Turbulence: forçages Cisaillement du vent Transfert de chaleur

14. Turbulence : 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

15. Turbulence :couche limite dynamique

16. Turbulence :couche limite dynamique

17. Turbulence:forçages Instabilité thermique Sommet de la CLA

18. Turbulence :couche limite thermique

19. Turbulence: hypothèse de Taylor Les mesures temporelles sont équivalentesaux mesures spatiales.

20. Turbulence :applicabilité de l’hypothèse de Taylor L’écart type des fluctuations sont une mesure del’intensité de la turbulence. Si la vitesse moyenneest supérieur au double de l’écart type des fluctuationsl’hypothèse de Taylor est applicable.

21. Température potentielle Énergie statique sèche Équilibre hydrostatique Variables thermodynamiques :quelques rappels Température virtuelle

22. Variables thermodynamiques :quelques rappels

23. La structure de la couche limite :hauteur de la couche limite ?

24. La structure de la couche limite :évolution diurne de la CLA

25. La structure de la couche limite :Évolution diurne de la CLA: région anticyclonique

26. La structure de la couche limite :Évolution diurne de la CLA: région anticyclonique Discussion : couche limite sur les océans ?

27. La structure de la couche limite :Couche limite convective ou couche de mélange

28. La structure de la couche limite :profils typiques de la CLA pendant le jour

29. La structure de la couche limite :couche limite nocturne ou stable FA EZ RL SBL SBL = couche stable limite nocturne FA = atmosphère libre EZ = zone d’entraînement RL = couche résiduelle

30. La structure de la couche limite :Profils typiques de température et de vent dans la CLA nocturne

31. La structure de la couche limite :panaches de fumée et évolution de la CLA

32. Étude de la couche limite et micrométéorologie Méthodes stochastiques Théorie de la similitude Classification phénoménologique

33. Étude de la couche limite et micrométéorologie Méthode expérimentale - mesures atmosphériques directes - simulation en laboratoire Simulation numérique (méthode stochastique)

34. 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 locale ou régionale; • 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.

35. Applications • Meso-météorologie : • couche limite urbaine et île de chaleur; • brise de mer et de terre; vents locaux; • développement de «fronts» et de dépressions. • Macro-météorologie : • prédictibilité atmosphérique ; prévisions à long terme; • localisation des stations météo; • circulation générale et modélisation climatique.

36. 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 pour prévenir l’érosion: • effets des pluies acides.

37. 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.

38. 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.