Les différents processus de condensation
Condensation par refroidissement isobare : C’est une condensation résultant de la baisse de la température en maintenant l’environnement à la même pression.
Condensation par détente adiabatique : C’est une détente au cours de laquelle il n’y a théoriquement pas d’échange de chaleur entre la particule d’air et l’air environnant. Mais dans la pratique, ces échanges de chaleur existent. La quantité maximale de vapeur d’eau que peut contenir la particule devient inférieure à la quantité de vapeur d’eau initialement présente. La particule ne peut donc pas conserver intégralement son stock de vapeur d’eau : il y a condensation de la vapeur d’eau excédentaire et apparition d’un nuage de type cumuliforme.
Condensation par apport de vapeur d’eau : Le phénomène est appelé brouillard d’évaporation. Il intervient lorsqu’une masse d’air froid arrive sur une étendue d’eau relativement chaude. L’évaporation est localisée dans la couche de surface en contact avec l’étendue d’eau, dont la température est très proche de celle de l’eau.
La pluie
La pluie désigne généralement une précipitation d’eau à l’état liquide tombant de nuages vers le sol. La taille d’une goutte de pluie varie de 0,5 mm à 3,5 mm et peut tomber jusqu’à 30 km / h. La formation de la pluie : La pluie se forme à partir de la condensation de la vapeur d’eau qui a été évaporée par le Soleil. L’eau qui forme la pluie provient de l’évaporation de l’humidité qui existe dans la nature et plus particulièrement des grandes étendues d’eau (lacs, mers, etc.). Cette vapeur d’eau se mélange à la masse d’air. Lorsque l’air humide s’élève à cause des mouvements de l’atmosphère, il se refroidit par détente. Ainsi, la vapeur d’eau contenue dans l’air se condense autour du noyau de la condensation (poussières, pollens et aérosols) lorsqu’une légère sursaturation est atteinte. Ce sont ces gouttelettes qui donnent les nuages. Mais comment les gouttelettes de nuage se transforment-elles en gouttes de pluie ?
Processus de Bergeron : Il faut d’abord savoir que les gouttelettes d’eau ne se solidifient pas à 0 °C comme on pourrait le croire. L’eau pure ne se solidifie qu’à des températures inférieures à -40 °C. On dit alors que le nuage est en surfusion. Cependant, l’eau surfondue gèle facilement en présence de noyaux de congélation. Donc, lorsque la température d’un nuage est au-dessous de 0 °C, on y retrouve des gouttelettes d’eau et des cristaux de glace.
Il se produit alors un phénomène très intéressant : des molécules d’eau quittent les gouttelettes d’eau pour aller sur les cristaux de glace qui grossissent rapidement, aux dépens des gouttelettes, jusqu’à ce qu’ils soient assez lourds pour tomber. Durant leur chute, ils grossiront encore plus par le processus de coalescence. S’ils passent à travers une couche d’air dont la température est au-dessus de 0 °C, ils pourront fondre et arriveront au sol sous forme de pluie, ou de neige mouillée. Processus : Les molécules de vapeur d’eau s’évaporent de la gouttelette d’eau pour aller se solidifier sur le cristal de glace. Après un certain temps, la gouttelette d’eau disparaît et le cristal est devenu plus gros.
La SST (Sea Surface Temperature)
La température de surface de la mer (Sea Surface Temperature – SST – en anglais) correspond à la température de la couche d’eau proche de la surface et dont l’épaisseur, plus ou moins importante, est en général de l’ordre de quelques mètres [7]. C’est un paramètre difficile à définir précisément car dans cette couche supérieure de l’océan, la structure thermique verticale est relativement complexe et variable.
Mesure de la SST : Les mesures in situ : Elles sont effectuées, soit par des bateaux de commerce, soit par des bateaux océanographiques lors de la campagne de mesures. Pour acquérir en continu des mesures des paramètres de surface ou de profondeur, on a recours à des réseaux de bouées automatiques qui retransmettent les données acquises.
Les mesures par satellite : Le comportement de l’océan est très proche de celui du corps noir, car son émissivité spectrale moyenne est de l’ordre de 0,95. Pour mesurer la température de surface des océans, on va effectuer des mesures du rayonnement émis par la surface de l’océan, des mesures radiométriques.
L’utilisation de détecteurs sensibles aux rayonnements dont la longueur d’onde est de l’ordre de 10 µm permet de détecter l’émission propre de l’océan et d’accéder à sa température de surface. NOAA ; Météosat ; ERS ; Envisat et Météosat Seconde Génération sont les satellites qui mesurent les Températures de la Surface de la Mer.
L’humidité spécifique de l’air
L’humidité spécifique (HS ou q) ou teneur en eau (Y) est définie comme le rapport de la masse d’eau dans l’air sur la masse d’air humide. (Contrairement au rapport de mélange qui décrit la masse d’eau dans l’air sur la masse d’air sec). Elle se conserve lors d’un changement d’altitude ou de température de la masse d’air, tant qu’il n’y a ni condensation ni évaporation.
En effet un kilogramme d’air ou de vapeur reste un kilogramme, indépendamment de la pression ou de la température de l’air.
La mesure de l’humidité spécifique est difficile à obtenir et doit en général être effectuée par un laboratoire.
Mesure de la pluie
Quelle que soit la forme de la précipitation, liquide ou solide, seule la quantité d’eau tombée durant un certain laps de temps sera mesurée. Elle est exprimée généralement en hauteur de précipitation ou lame d’eau précipitée par unité de surface horizontale (mm). Son intensité (mm/h) est définie comme la hauteur d’eau précipitée par unité de temps.
Différents instruments permettent de mesurer les précipitations. Parmi ces instruments, les appareils de mesures les plus utilisés sont :
Le pluviomètre: instrument de base de la mesure des précipitations liquides ou solides. Il indique la quantité d’eau totale précipitée et recueillie à l’intérieur d’une surface calibrée dans un intervalle de temps séparant deux relevés.
Le pluviographe: instrument captant la précipitation de la même manière que le pluviomètre mais avec un dispositif permettant de connaître, outre la hauteur d’eau totale, leur répartition dans le temps, autrement dit les intensités.
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : LES VARIABILITES CLIMATIQUES
I.1 La précipitation
I.1.1 Définition
I.1.2 Les différents processus de condensation
I.1.3 Types de précipitation
I.2 La pluie
I.2.1 Définition
I.2.2 La formation de la pluie
I.2.3 Mesure de la pluie
I.3 La SST (Sea Surface Temperature)
I.3.1 Définition
I.3.2 Mesure de la SST
I.4 L’humidité spécifique de l’air
I.4.1 Définition
I.4.2 Approximation de l’humidité spécifique
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
II.1 Base de données et matériels
II.1.1 Les données
II.1.2 Les matériels
II.2 Méthodes
TROISEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
III.1 REPARTITION TEMPORELLE DE LA PLUIE
III.1.1 Etude général du comportement de pluies dans la partie centrale de MADAGASCAR
III.1.2 La saison de pluies
III.1.3 L’hiver austral et ses pluies
III.1.4 Evolution annuelle de la pluie
III.2 REPARTITION SPATIAUX-TEMPORELLE DE LA PLUIE SUR LA PARTIE CENTRALE DE L’ÎLE
III.3 REPARTITION SPATIALLE DE LA PLUIE
III.3.1 La zone d’étude
III.3.2 Analyse en composantes principales
CONCLUSION GENERALE
Annexe A
Annexe B
Annexe C
REFERENCES
