Couche limite atmosph

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Couche limite atmosphériqueetmicrométéorologie
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Chapitre I (rappels)

• Définition de la couche limite atmosphérique
• Comparaison entre latmosphère libre et la couche
  limite
• Comment délimiter la couche limite
• Nuages de la couche limite
• Couche limite dynamique versus couche limite
  thermique.

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Chapitre I (suite)
-Turbulence et hypothèse de Taylor - Variables
thermodynamiques - La structure de la couche
limite sur les continents - Couche limite
convective diurne - Couche limite nocturne -
Étude de la couche limite approches -
Applications - Équations de la couche limite
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Turbulence
Vitesse verticale de lair (m/s)
Rapport de mélange en vapeur deau (g/kg)
Température potentielle (0C)
4 km
8 km
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Turbulence hypothèse de Taylor
Les mesures temporelles sont équivalentesaux
mesures spatiales.
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Turbulence applicabilité de lhypothèse de
Taylor
Lécart type des fluctuations sont une mesure
delintensité de la turbulence. Si la vitesse
moyenneest supérieur au double de lécart type
des fluctuationslhypothèse de Taylor est
applicable.
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Variables thermodynamiques quelques rappels
Température potentielle
8
Variables thermodynamiques quelques rappels
9
La structure de la couche limite hauteur de la
couche limite ?
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La structure de la couche limite évolution
diurne de la CLA en conditions anticycloniques
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La structure de la couche limite Évolution
diurne de la CLA région anticyclonique
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La structure de la couche limite Évolution
diurne de la CLA région anticyclonique
Discussion couche limite sur les océans ?
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La structure de la couche limite Couche limite
convective ou couche de mélange
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La structure de la couche limite profils
typiques de la CLA pendant le jour
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La structure de la couche limite Profils
typiques de température et de vent dans la CLA
nocturne
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La structure de la couche limite couche limite
nocturne ou stable
FA
EZ
RL
SBL
SBL couche limite nocturne stable
FA atmosphère libre
EZ zone dentraînement
RL couche résiduelle
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La structure de la couche limite panaches de
fumée et évolution de la CLA
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Étude de la couche limite et micrométéorologie
Méthodes stochastiques
Théorie de la similitude
Classification phénoménologique
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Étude de la couche limite et micrométéorologie
Méthode expérimentale - mesures atmosphériques
directes - simulation en laboratoire
Simulation numérique (méthode stochastique)
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Applications
Qualité de lair 1) Transport et diffusion des
polluants 2) déposition des polluants sur la
surface terrestre et surfaces deau 3)
prévisions de qualité dair locale ou régionale
4) sélection des sites demplacement des usines
et dautres sources de pollution 5) sélection
de sites de surveillance de qualité de lair 6)
opérations agricoles comme épandage
dinsecticides et autres 7) opérations
militaires.
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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 1) prédictibilité
atmosphérique prévisions à long terme 2)
localisation des stations météo 3) circulation
générale et modélisation climatique.
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Applications
Agro-météorologie et foresterie 1) prévision
des températures de surface et de gel au sol
2) température et humidité du sol
évapotranspiration 3) bilan radiatif au dessus
de la canopée 4) protection des cultures des
vents et du gel 5) mesures de protection pour
prévenir lérosion 6) effets des pluies acides.
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Applications
Planification et gestion urbaine 1) chauffage
et climatisation 2) effets des vents sur les
structures 3) protection contre le vent,
laccumulation de neige 4) mesures de control de
pollution.
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Applications
Océanographie physique 1) prévision des raz
de marée 2) prévisions de létat de la mer 3)
dynamique de la couche de mélange maritime 4)
mouvements de la glace dans les océans 5)
modélisation de la circulation océanique
navigation.
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Applications

• Énergie
• Étude du régime des vents exploitation de la
  puissance éolienne

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Discussions
Comment détecter le sommet de la couche limite.
.
Retour sur lhypothèse de Taylor.
Importance de la turbulence.
Structure typique des couches limites diurne,
nocturne, océanique.
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Équations qui gouvernent le mouvementd un fluide
Équation d état
Constante des gaz de lair sec
Température virtuelle
Humidité spécifique
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Équations qui gouvernent le mouvementd un fluide
Équation de continuité
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Équation de mouvement
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Tenseur de contraintes
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Tenseur de viscosité
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Équation de mouvement
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Équations qui gouvernent le mouvementd un fluide
Conservation de la quantité de mouvement
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Équations primitives
Équation de continuité pour la substance eau
Vapeur d eau
Eau liquide
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Équations qui gouvernent le mouvementd un fluide
Équation de conservation d énergie
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Équations qui gouvernent le mouvementd un fluide
Équation de continuité pour n importe quelle
quantité scalaire de concentration c
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Équations qui gouvernent le mouvement de l air
humide
u,v,w
vitesse
p
pression
?
densité
?
température potentielle
Tv
température virtuelle
q
quantité de vapeur d eau par unité de masse
qL
quantité d eau condensée par unité de masse
On a 9 équations à 9 inconnues