 pseudoadiabatique |
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Les mouvements
convectifs
s'étudient communément à l'
échelle aérologique
, où nous nous placerons pour étudier l'évolution d'une
parcelle
d'
air
(Π) suivant la
verticale
: alors, pourvu qu'il ne se soit produit aucune
condensation
de
vapeur d'eau
au sein de la parcelle, sa
température absolue
T
et sa
pression atmosphérique
p
sont associées par une relation physique traduisant que (Π), tout au long de ses
ascendances
ou
subsidences
, n'échange quasiment pas de
chaleur
avec l'
atmosphère
qui l'entoure. Cette absence d'échanges thermiques, due à la faible
conduction
de l'air, caractérise une
transformation adiabatique
, à laquelle (Π) se soumet donc lors de ses déplacements convectifs : pour connaître complètement la relation entre
p
et
T
, il suffit de préciser la
température potentielle
de la parcelle, c'est-à-dire la
température
θ qu'elle prendrait à la
pression
1 000
hPa
, et cela quel que soit l'état hygrométrique de (Π), indiqué par exemple par son
rapport de mélange
r
; notons qu'en l'absence de condensation, la valeur de
r
n'atteint pas celle du
rapport de mélange de saturation
r
w
, qui est une fonction connue de
p
et de
T
(
r
w
croît quand
p
décroît à
T
fixée, décroît quand
T
décroît à
p
fixée, et décroît ou croît suivant que la parcelle subit une
ascendance
ou une
subsidence
adiabatiques
). |
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Or, quand la parcelle (Π) s'élève, sa
détente
adiabatique
s'accompagne d'un abaissement de
r
w
: si l'ascendance de la parcelle se prolonge, viendra un moment où la valeur de
r
w
aura décru jusqu'à devenir égale à celle de
r
, qui reste à peu près constante lors des mouvements de (Π) ; alors, l'air de la parcelle sera devenu
saturé
, et une partie de la vapeur d'eau comprise à l'intérieur de (Π) commencera à se condenser, entraînant la naissance puis l'expansion d'un
nuage
. Si l'
instabilité
de l'air est suffisamment forte, la parcelle peut continuer à s'élever : mais elle le fait suivant un processus appelé pseudoadiabatique et non plus adiabatique, car la relation entre
p
et
T
y traduit une moindre rapidité de la décroissance de la température
T
quand décroît la pression
p
(ou quand croît l'altitude) en comparaison de la relation associée aux
transformations adiabatiques sèches
; cette nouvelle relation, qui tient compte de la diminution de
r
—
égal maintenant à
r
w
—
avec la montée de (Π), est par définition associée aux
transformations pseudoadiabatiques
, ou adiabatiques saturées. La raison de pareille modification de comportement physique est que la condensation en gouttelettes d'eau (ou en cristaux de
glace
) dégage une quantité de chaleur interne à la parcelle, qui ralentit la diminution de température de celle-ci. À l'inverse, la
compression
pseudoadiabatique d'une parcelle d'air saturé en
mouvement subsident
entraînera, par
évaporation
ou
sublimation
, une moindre augmentation de température que si l'air était simplement humide ; mais pour que ce "pseudoadiabatisme" se prolonge, encore faut-il que la parcelle soit alimentée en eau liquide ou solide grâce à la traversée de
nuages
ou de
précipitations
, sans quoi sa subsidence rendra
r
instantanément inférieur à
r
w
et son évolution deviendra celle de l'
adiabatisme
sec. |
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Sur un
émagramme
, la relation évoquée entre
p
et
T
sert à construire le réseau des (
isolignes
) pseudoadiabatiques, ou adiabatiques
saturées
, qui s'entrecroise avec celui des adiabatiques (sèches) de façon telle que les pentes de variation de
T
avec
p
sont, en chaque point d'intersection, moins fortes pour les courbes du premier réseau que pour celles du second ; cette différence entre les pentes s'estompe à mesure que l'on tend vers les
températures
très froides, car la quantité d'eau condensée par
transformation adiabatique saturée
devient alors de plus en plus faible. Chaque pseudoadiabatique est repérée par l'abscisse θ'
w
de son point d'intersection avec l'axe 1 000 hPa ; ce
paramètre
"
thêta prime w
" a comme θ d'importantes applications, à commencer par l'étude de l'instabilité des
couches atmosphériques
saturées. |
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