Connaître la hauteur du plafond avec un émagramme

Cette vidéo nous explique comment calculer la hauteur du plafond à partir d’un émagramme donné.
A l’aide d’une capture d’écran d’un émagramme, (Imprim écran sur PC) nous pourrons, grâce à quelques logiciels permettant de tracer des lignes (Paint, PhotoFiltre, Photoshop, Adobe Illustrator…) déterminer la hauteur du plafond et/ou la formation de nuages.
(Une imprimante, une règle et un crayon font aussi parfaitement l’affaire).

Ce tutoriel vidéo possède le grand mérite d’être très didactique et accessible, on appréciera au passage la métaphore du « bol » concernant l’état stable ou instable de la masse d’air.
A vos écrans !


A Noter
On applique un décalage de 2 ou 3° C par convention car c’est la température minimum requise pour qu’une bulle thermique s’élève par rapport à l’air ambiant.
Le système d’axes (Abscisses et ordonnées) est déformé (45°) afin de permettre une lecture des courbes de températures plus aisée (Courbes redressées). Dans un système d’axes traditionnel (horizontal et vertical), ces courbes seraient très orientées vers la gauche rendant plus délicat le repérage visuel.

Repères


Stabilité (en air non saturé)
Une particule d’air non saturé est soumise à un mouvement ascendant. La particule sera plus froide que l’air environnant, elle aura tendance à redescendre à son niveau initial.


Instabilité
Une particule d’air saturé ou non est soumise à un mouvement ascendant. La particule sera plus chaude que l’air environnant, elle aura tendance à monter. (bulles thermiques).


L’humidité de l’air
L’air contient en quantité variable de l’eau à l’état gazeux.


Mesure de l’humidité
– Rapport de mélange : Quantité de vapeur d’eau en grammes pour 1 kg d’air sec
– Humidité relative : Exprimée en %
– Point de rosée : Exprimée en degrés Celcius.

Relation entre la température et la quantité de vapeur d’eau
C’est la quantité de vapeur d’eau dont l’air peut se charger en fonction de sa température.

Plus la température est élevée plus la particule d’air peut contenir de vapeur d’eau (ex. : Climat tropical).
Voir tableau ci-contre.

Température Rapport de mélange
– 20° C 0,8 g
-1 0° C 1,8 g
+1 0° C 7,8 g
+ 20° C 15 g
+ 30° C 28 g

Humidité relative
L’humidité relative est le rapport de la vapeur d’eau réellement contenue dans l’air à la quantité maximum possible.
Ex. : Température de l’air 30°, rapport de mélange 7,8g ( A 30° l’air peut contenir 28g d’eau)
L’humidité relative est donc : 7,8g sur 28g x 100 = 28%


Point de rosée
Le point de rosée est la température à laquelle doit être refroidi l’air pour que l’humidité relative atteigne 100% (Eau à l’état liquide).
C’est à ce moment que se forme la condensation, qui va généralement s’agglomérer sur les surfaces les plus froides.
On considère donc que le point de rosée est atteint lorsqu’on arrive à la température minimale en dessous de laquelle l’air ne peut plus contenir la vapeur d’eau. Cette température peut être calculée d’après la température ambiante et l’humidité relative, et on trouve en ligne des tableaux de calcul pour déterminer la température de rosée.


Condensation / Evaporation
Lorsque la température de l’air saturé baisse (Humidité relative 100 %), la condensation intervient sous forme de fines gouttelettes d’eau.
La chaleur latente libérée lors de la condensation de 1 g de vapeur d’eau est d’environ 2 500 joules, ce qui nous amène aux transformations adiabatiques.


Transformations adiabatiques

Rappel :

Compression de l’air : Echauffement (Ex. : Pompe à vélo)
Détente de l’air : Refroidissement

Voir schémas ci-après

Gradient adiabatique sec (env. 1°C/100 m)
Lorsque la pression atmosphérique diminue le ballon se dilate.
Cette détente provoque un refroidissement de l’air contenu dans le ballon.
Dans l’atmosphère l’air se refroidi d’environ 1° C pour 100m.
On appelle cette valeur «Gradient adiabatique sec».

Gradient adiabatique humide (env. 0,6°C/100 m)
Si l’on refroidit de l’air saturé, la vapeur d’eau contenue dans l’air commence à se condenser. La condensation libère de la chaleur et diminue le refroidissement dû à la détente adiabatique.
La quantité de vapeur d’eau condensée, pour un refroidissement de 1° C est d’autant plus grande que la température est élevée. Ainsi, le gradient adiabatique humide est plus faible lorsque la température est élevée. sa valeur moyenne est de 0,6° C pour 100m.

L’émagramme idéal selon Velivole

Ceci est l’émagramme idéal pour la pratique du vol libre. L’épaisseur de la couche convective est importante (en jaune). La courbe de la température (en rouge) est très couchée à gauche, plus que l’adiabat sec. On parle alors de gradient super-adiabatique. Les conditions seront donc atomiques. La courbe du point de rosée (en bleu) est loin de la courbe de la température en bas. Les deux courbes se rapprochent à une distance de 3° à 5° à l’altitude à laquelle les cumulus vont se former…
Source : Velivole.fr

Suite de l’article :
Apprendre à lire un émagramme en 2 minutes sans prises de tête

Conférence de Jean OBERSON
“Comment prévoir un week-end de vol ?”

Jean Oberson est le fondateur de “soaringmeteo.org“. En tant que météorologue et physicien, il a consacré une partie de sa vie à l’élaboration de modèles météo. Il nous fait part, ici de son analyse et de ses connaissances de l’aérologie. Passionnant !

Nuages, ascendances et vol libre

Nous avons compris grâce a l’émagramme que lorsque les courbes de température et d’humidité se rejoignent, il y a formation de nuages, le plafond est atteint et les ascendances s’arretent.
Mais lorsque la température de l’air et le taux d’humidité sont très élevés (Eté, climat tropical) alors, l’appétissant cumulus devient cumulonimbus, il est extrêmement dangereux pour le vol libre et l’aviation en général.
Le cumulonimbus est un nuage à développement vertical. Sa base se forme entre quelques centaines de mètres et 3 500 m, il peut atteindre 18 kms d’altitude. Un gros cumulonimbus aspire en moyenne 700 000 tonnes d’air par seconde et la quantité d’eau qu’il condense par refroidissement peut atteindre un million de tonnes. L’énergie qu’il libère peut atteindre plusieurs millions de mégawatts. Il génère ses propres ascendances atteignant 40 m/s, les rafales descendantes sont proportionnellement aussi violentes. Un parapentiste pris dans un tel nuage et essayant de s’échapper en 360 engagés (14-15 m/s) serait immédiatement aspiré en son coeur.

Calculer la hauteur du plafond grâce à l’émagramme reste une bonne méthode prévisionnelle mais rien ne remplace l’observation de l’évolution de la masse d’air sur le terrain.
Prudence et bons vols !