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PREVISIBILITE DE LA CONVECTION ET DES
PLUIES A L’ECHELLE INTRA-SAISONNIERE
LA CONVECTION
La convection explique le phénomène de transfert de chaleur dans un fluide par déplacement des molécules vers les zones de moindre densité
Nature de la convection
Toute différence de température d’un fluide modifie sa densité ; alors ce fluide se déplace à cause de la poussée d’Archimède. Ce mouvement de brassage, dans lequel les parties les plus chaudes du fluide ont tendances à s’élevés et les parties les plus froides deviennent plus denses et ont tendances à se descendre 6 Montée Refroidisseme nt constitue le phénomène de convection. Dans ce cas on peut classifier deux types de convection tels que la convection naturelle et la convection forcée. • Convection naturelle : La convection naturelle est un phénomène due à la différence de température au sein d’un fluide. Plus précisément ; la différence de gradient de température d’un fluide implique la différence de masse volumique puisque la masse volumique est généralement fonction de la température. Cette différence de la masse volumique implique une différence de la poussée d’Archimède et crée donc un mouvement de ce fluide ; ce mouvement constitue la convection naturelle [7]. Le mouvement convectif naturel est l’origine des certains phénomènes comme le courant marin, les orages, la montée de magma… • Convection forcée : La convection forcée est caractérisée par une circulation artificielle des fluides. Ce transfert est plus rapide que celle de la convection naturelle. On peut rencontrer le cas d’une convection forcée dans les chauffes eau solaire, four à convection de cuisinière, la circulation sanguine…
Principe de la convection
Au niveau de l’atmosphère ; les particules fluides (air) dans un endroit à faible altitude devient moins dense du fait de sa dilatation thermique et remonte sous l’action de la poussée d’Archimède [6]. Et en montant en plus haute altitude ; le fluide le plus chaud échange sa chaleur se refroidis et s’alourdis. Il redescend alors et crée un transfert retour de chaleur : la première approche physique a été mise en place par Henri Bernard (annexeA) La figure suivante illustre le mouvement convectif d’un fluide : Figure n° 3 : mouvement convective dans un fluide La convection doit être accompagnée à quelques équation de conservation tels que : La conservation de la masse Conservation de quantité de mouvement Conservation de l’énergie (annexeA) Altitude Descente Réchauffement Direction de la gravité T=T1>T0 Gradient de température T=T0 7 Démarrage de la convection : Quand il y a commencement de gradient thermique entre les surfaces de la couche ; un gradient de la masse volumique s’installe ; on observe qu’au bout de certains temps, le fluide se met en mouvement spontanément ; c’est le démarrage de la convection. 3. Etude phénoménologique de la convection dans le domaine climatologique La convection est un phénomène présent partout dans l’atmosphère terrestre. Elle peut être déclenchée par réchauffement du sol par le soleil, par le mouvement d’une masse d’air froid au dessus d’un plan d’eau relativement chaude ou par d’autres phénomènes qui provoquent le réchauffement relatif du bas d’une couche atmosphérique par rapport à son sommet. Les figures suivantes représentent la convection au niveau de l’atmosphère terrestre [7]: Figure n° 4 : brise de terre Figure n° 5 : brise de mer Ces figure montre le phénomène convectif sens tenir compte la formation des nuages. La figure n°4 : représente la convection due au refroidissement de la terre vers la surface de la mer et la figure n°5 : représente le phénomène inverse c’est-à-dire la convection due au réchauffement vers la surface de la terre. Le phénomène convectif accompagné à la formation nuageuse nous intéresse beaucoup dans ce travail. La couverture nuageuse absorbe la radiation Infra rouge dans l’atmosphère ; ce phénomène implique l’affaiblissement de la radiation qui atteigne la surface de la terre ; par conséquent l’étude de la convection nécessite la connaissance de la radiation Infra rouge ; OLR plus précisément. 4. la radiation OLR (Outgoig Longwave Radiation) Le soleil est la seule source de radiation ou rayonnement qui arrive sur notre planète terre. Cette dernière renvoie à son tour la partie de cette radiation vers l’espace (atmosphère). Cette partie de radiation réfléchie constitue la radiation OLR.
- Définition
La radiation OLR (Outgoing Lonwave Radiation ou radiation onde longue sortant) est la radiation à grande longueur d’onde (ou radiation infrarouge) émis par la terre. Elle est exprimée en W/m2. L’OLR est une composante essentielle du budget radiatif de la terre et représente le rayonnement total passe à l’espace émis par l’atmosphère [8].
- Importance de l’OLR
L’intensité des rayonnements solaire qui arrivent à la surface terrestre ont une relation avec la température et les constituants atmosphérique comme les nuages, vapeur d’eau… par conséquent on peut prédire la possibilité d’une relation entre la radiation OLR et les autres paramètres qu’on va étudiés dans notre travail. Le paramètre visiblement lié à la radiation OLR est la convection puis que l’OLR signale l’existence de la convection profonde comme plusieurs études climatologiques ont mentionnés. L’analyse matricielle des données météorologiques dans la troisième partie nous aidera à confirmer l’existence ou l’inexistence de cette relation
REMERCIEMENT |
