3. LES NUAGES. 3. Les nuages 3.1 Formation des nuages Formation des nuages. 3.1 Formation des nuages Formation des nuages

Transcription

1 Occlusion à caractère de front chaud 3. LES NUAGES Occlusion à caractère de front froid 3.1 Formation des nuages Formation des nuages Définition : Ensemble visible de minuscules particules d'eau liquide et/ou de cristaux de glace en suspension dans l'atmosphère. Les nuages se forment par refroidissement de l'air ascendant. Lorsque la température diminue, la quantite maximale de vapeur d'eau que peut contenir l'air diminue, donc l'humidite relative augmente. Lorsque l'humidite relative atteint 100%, la condensation apparaît autour de minuscules particules solides. 3.1 Formation des nuages Formation des nuages - Par convection Le réchauffement du sol se communique à l'air qui, dilaté donc plus léger, se met à monter et se refroidit par détente. Les nuages de convection apparaissent d'autant plus facilement qu'il y a de l'air froid en altitude (masse d'air instable). Les bases de tels nuages sont horizontales, leurs sommets évoluent en fonction de la température. Ils sont fréquents l'éte sur terre, l'hiver sur mer.

2 3.1 Formation des nuages Formation des nuages - Par soulèvement frontal Dans une perturbation en mouvement, l'air chaud est souleve à l'avant par la masse d'air froid antérieur (front chaud). L'air froid postérieur rejette l'air chaud en altitude (front froid). Le long des fronts se forment les nuages. 3.1 Formation des nuages Formation des nuages - Par soulèvement orographique Le relief oblige la masse d'air à s'élever sur sa face au vent. La masse d'air s'élevant, sa température s'abaisse et peut atteindre le seuil de saturation. Un nuage se forme alors sur le versant au vent et se dissipe sur le versant sous le vent 3.1 Formation des nuages Formation des nuages - Par refroidissement par la base Ce mécanisme conduit à la formation de nuages bas ou brouillard. Il est fréquent l'hiver à l'approche d'une masse d'air doux et humide venant de l'atlantique. On l'observe l'éte en mer lorsque de l'air relativement doux arrive sur des eaux froides. 3.2 Formation des brouillards et des brumes Formation des brouillards et des brumes La brume et le brouillard ont pour origine des nuages stratiformes. Lorsqu on est dans la brume ou le brouillard, on est dans un nuage, donc dans des gouttelettes en suspension. Le processus de création des brumes et brouillards est le même que celui des nuages. La différence entre la brume et le brouillard est la visibilité. Brume : 5 km > visibilité > 1 km. Brouillard : visibilité < 1 km.

3 3.2 Formation des brouillards et des brumes Formation des brouillards et des brumes Cas particulier : la brume sèche. Elle est dite sèche car la baisse de visibilité n est pas due à des gouttelettes mais à des particules, impuretés en suspension (sable, pollution, etc.). Les nuages sont classés par leur type de forme et leur altitude. Des préfixes ou suffixes sont utilisés pour les identifier par leur nom. Forme : - «Stratus» (faible développement vertical mais fort développement horizontal). Forme soudée, étalée, en couches superposées. Nuages dits de masse d air stable.exemple:altostratus Forme : - «Cumulus» (faible développement horizontal et fort développement vertical). Forme de «chou-fleur» Nuages dits d atmosphère instable. Exemple: cirrocumulus.

4 Altitude : Nuages dont la base est située au dessus de 6 km de hauteur sont constitués de cristaux de glace : préfixe «cirro» Nuages dont la base est située entre 2 et 6 km de hauteur sont constitués de cristaux de glace et de gouttelettes d'eau liquide : préfixe «alto» Altitude : Nuages dont la base est située entre le sol et 2 km de hauteur sont constitués d'eau liquide : pas de préfixe Certains nuages peuvent présenter une grande extension verticale. Ce sont les nuages caractéristiques des précipitations et du mauvais temps : préfixe ou terminaison «nimbus» Stratus (St)

5 Cumulus (Cu) Cirrus (Ci) Altocumulus (Ac) Cumulonimbus (Cb)

6 3.4 Précipitations associées Précipitations Définition : Ensemble de particules d'eau liquide et/ou solide tombant d'un nuage. Dans la partie du nuage où la température est négative coexistent cristaux de glace et gouttelettes d'eau surfondues. Par transfert de vapeur d'eau et par choc, les éléments constitutifs du nuage grossissent et, sous l'effet de leur poids, ils précipitent. 3.4 Précipitations associées Précipitations 3.4 Précipitations associées Précipitations Toute précipitation commence presque toujours par un flocon de neige. Si ce flocon, en tombant, arrive dans une couche ou la température est supérieure à 0 C, il se transforme en une goutte de pluie. 3.4 Précipitations associées La bruine Très fines gouttelettes d'eau d'un diamètre inférieur à 0.5 mm, très rapprochées les unes des autres, et provenant de nuages bas à extension horizontale (Stratus) et du brouillard.

7 3.4 Précipitations associées La pluie Gouttelettes de plus grandes dimensions que la bruine provenant de nuages plus épais et de plus grande étendue (Altostratus, Nimbostratus, Cumulonimbus, Stratocumulus, Altocumulus). 3.4 Précipitations associées La neige Cristaux de glace dont la plupart sont ramifiés, parfois étoilés. Pour des températures comprises entre 0 C et -10 C, les cristaux sont agglomérés en flocons dont le diamètre est compris entre 0.5 et 2.5 cm. Me me origine que la pluie. 3.4 Précipitations associées La grêle Globules de glace de dimensions importantes allant de quelques mm à quelques cm de diamètre, provenant de nuages instables à forte extension verticale (Cumulonimbus). 3.4 Précipitations associées Les averses Précipitations brutales, intenses, très localisées et de courte durée. Elles proviennent de nuages instables à forte extension verticale (Cu, Cb, etc.). On distingue les averses de : pluie, neige, gre le.

8 4. LES VENTS 4.1 Origine du vent et organisation générale Le vent Définition : le vent est l'air en mouvement horizontal. L'écoulement moyen de l'air est relié directement à la distribution de la pression. Il n'y aura du vent en un point quelconque que si la pression qui s'y rapporte est plus forte ou plus faible que dans son voisinage. Le vent résulte de deux forces : le gradient de pression, et la force de Coriolis 4.1 Origine du vent et organisation générale Le gradient de pression Le vent ne souffle que si une différence de pression existe entre deux masses d air. Les lignes isobares délimitant les zones d égales pressions, il s écoule parallèlement aux isobares. Plus les isobares sont resserrées, plus le vent est fort. Et inversement si les isobares sont espacées. Dans l hémisphère nord, le vent tourne dans le sens des aiguilles d une montre autour des anticyclones et dans le sens antihoraire autour des dépressions.

9 4.1 Origine du vent et organisation générale La force de Coriolis Tout objet en mouvement dans l hémisphère nord est dévie vers sa droite (c est le contraire dans l hémisphère sud). Les particules d air n y font pas exception. Lors de son déplacement des hautes vers les basses pressions, l air est dévie vers la droite dans l hémisphère nord et vers la gauche dans l hémisphère sud. 4.2 Carte des vents Carte des vents Pour les pilotes, il est indispensable de connaître le force et la direction du vent : il va avoir une influence sur la consommation de carburant, et sur sa route (dérive). Lors de la préparation du vol, le pilote étudie la carte WINTEM (WINd = vent en anglais, TEM pour Température). 4.2 Carte des vents Carte des vents Lecture du vent :

10 Brise de mer (le jour) Brise de terre (la nuit)

11 Brises de pente et de vallée Le Mistral Le mistral est un vent catabatique (= descendant la pente) de nord-ouest à nord, très froid en hiver et chaud en éte, et souvent violent, qui concerne le nord du bassin de la Méditerranée occidentale. Généralement sec et accompagné d'un temps très ensoleillé, son caractère dominant lui confère un ro le important dans l'originalite du climat provenc al. Il peut souffler à plus de 100 km/h en plaine, notamment dans la basse vallée du Rho ne. Le Mistral La Tramontane La tramontane est un vent violent et froid, de secteur ouest à nord-ouest parcourant les contreforts des Pyrénées et les monts du sud du Massif central. Ce vent régional présente des similitudes avec le mistral : il peut se lever en toute saison mais avec plus de vigueur en hiver et au printemps, et souffle par rafales pouvant dépasser 100km/h.

12 La Tramontane Le vent d Autan L'Autan est un vent de sud-est turbulent, touchant le Midi toulousain et le Tarn. Sa trace peut être également observée jusqu'au Quercy et au Rouergue. Il constitue le prolongement du vent marin soufflant sur les côtes du Languedoc-Roussillon. Son origine est liée à l'effet de contournement des Pyrénées par l'est et à la canalisation par les vallées bien orientées : seuil du Lauragais-Garonne (pour la Haute-Garonne), vallées de l'agout et du Tarn (pour le Tarn). Le vent d Autan 5. LES PHÉNOMÈNES DANGEREUX POUR LE VOL

13 5.1 Turbulences Turbulences La turbulence désigne des mouvements aléatoires de l air se superposant au mouvement moyen. La turbulence aéronautique est associée à toute variation de la direction et / ou de la vitesse du vent (cisaillement) engendrant des accélérations verticales ou horizontales pouvant modifier les paramètres de vol non compensées par des méthodes normales de pilotage. 5.1 Turbulences Turbulences Types : - Thermiques - Mécaniques - Dues au cisaillement de vent. Risques : - Inconfort passagers, pouvant aller jusqu à des blessures graves - Dégradation de l appareil (déformations, etc.) - Perte de contrôle. 5.1 Turbulences Turbulences Comment les éviter? En étudiant les cartes météo et donc en évitant les zones dans lesquelles des turbulences peuvent apparaître. Les pilotes peuvent faire un PIREP (Pilot Report) lorsqu il rencontre des conditions météo dangereuses et non signalées, afin d informer les autres appareils. 5.2 Précipitations Précipitations! Pluie - Baisse de visibilité - Allongement de la distance de freinage à l atterrissage - Peut givrer (eau surfondue).! Neige - Baisse de visibilité - Allongement de la distance de freinage à l atterrissage - Doit être retirée de l avion avant le départ.

14 5.2 Précipitations Précipitations! Grêle - Baisse de visibilité - Forte détérioration de l avion 5.3 Orages Orages L orage en lui-même n est pas dangereux pour l avion. C est le type de nuage associé, le Cumulonimbus, qui est LE nuage le plus dangereux en aéronautique. Même les pilotes de ligne le contournent. 5.3 Orages Orages Les dangers du cumulonimbus sont : - Fort vent - Grêle - Turbulences sévères - Foudre 5.4 La brume et le brouillard La brume et le brouillard Le principal danger des brumes et brouillards est la baisse de visibilité. Un pilote est incapable de maintenir une trajectoire de vol s il n a pas de repères extérieurs, excepté s il est qualifié pour voler aux instruments et si l avion est équipé en conséquence. S il est givrant, il apporte également les dangers du givre. Les «pertes de références extérieures» sont une des grandes causes d accidents mortels dans l aviation générale.

15 5.5 Givres Les givres Processus de formation du givre : Le givrage est dû à la présence dans les nuages d eau sous forme liquide à des températures négatives (surfusion). Sous l'effet du choc contre les parois de l avion exposées au vent relatif (nez, bord d'attaque des ailes, entrées d'air des moteurs, hélices...), l'eau liquide se transforme en glace qui s accumule sur l avion. 5.5 Givres Les givres Différents types de givres : - Givre transparent : la vitesse de congélation des gouttelettes d'eau est lente parce que celles-ci sont grosses. Elles s'agglutinent, se soudent sur le bord d'attaque des ailes ou des pales d'hélice et gèlent peu à peu. Ce dépôt de glace est dur, lisse, compact et transparent. Associé aux nuages convectifs 5.5 Givres Les givres Différents types de givres : - Givre blanc : les gouttelettes d'eau surfondue étant petites, la congélation est rapide. Les gouttes d'eau passent de l'état liquide à l'état solide, dés qu'elles entrent en contact avec l'élément dur sur lequel elle se dépose. Givrage d'intensite faible, parfois modére. Il ne pose pas de problémes à l'avion équipe de systèmes de dégivrage. 5.5 Givres Les givres Différents types de givres : - Gelée blanche : dépôt de glace d aspect cristallin. C est ce type de gelée que nous pouvons constater les matins d hiver.

16 5.5 Givres Les givres Danger des givres : - Modifient l écoulement d air sur l avion : performances aérodynamiques sérieusement réduites, augmentation de la vitesse de décrochage et de la traînée. - Alourdissent l avion - Peuvent obstruer et rendre inopérants les instruments de mesure (prises statiques, tube pitot) - Peuvent amener à un blocage des gouvernes. 5.5 Givres Les givres Protections : - Bien étudier la météo - Au sol, traitement dégivrage des avions avant le vol - En vol, dispositifs d antigivrage et de dégivrage. - Antigivrage : préventif, à activer avant l apparition du givre. Ne donne plus de résultats une fois le givre installé. Type : liquide, surfaces chaudes. - Dégivrage : curatif, à activer qu une fois le givre bien présent. Type : boudins de dégivrage. Dégivrage avant vol Boudins de dégivrage de bord d attaque

17 Dégivrage et antigivrage d hélice Givre transparent sur bord d attaque