Techniques de prévision de la brume et du brouillard URL

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4. Techniques de prévision de
la brume et du brouillard
La brume se définit comme ...
… une suspension dans l’air de
gouttelettes d’eau microscopiques ou de
particules hygroscopiques humides, qui
réduisent la visibilité à la surface de la
terre.
Utilisée lorsque la visibilité est ≥1000m
et ≤5000m et HR >95%.
Tsèche-Trosée ≤ 0.5 C.
© Crown copyright 2004
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Le brouillard se définit comme ...
… une suspension dans l’air de gouttelettes
d’eau microscopiques qui réduisent la
visibilité à la surface de la terre à :

< 1000m pour les observations
météo, la navigation aérienne et maritime.

< 200m (brouillard dense) à des fins
de services publics.

Tsèche ≈ Trosée.
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Brouillard givrant et brouillard glacé
Brouillard givrant
− Gouttes d’eau
surfondue qui gèlent
au contact de la
surface (production de
givre).
Brouillard glacé
− Minuscules particules
de glace suspendues.
− Nécessite une T≤ 30°C.
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Types de brouillard
Il y a trois types principaux de brouillard :
Brouillard de rayonnement.
Brouillard d’advection chaude.
Brouillard de pente.
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BROUILLARD DE RAYONNEMENT
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Formation du brouillard de rayonnement
Ciel clair pendant la nuit.
Air humide dans les 100 premiers mètres.
Terrain humide.
Léger vent au sol = brouillard.
Vent au sol >5 noeuds = nuage bas (stratus
turbulent).
Vallées ou ‘cuvettes’.
Température de formation du brouillard.
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Température de formation du brouillard
Définition : La température sous abri à
laquelle on peut s’attendre à une formation
de brouillard.
La température de formation du brouillard
peut être beaucoup plus basse que le point
de rosée de la masse d’air.
Pourquoi?
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Formation de la rosée
Chute de la température au sol par
rayonnement nocturne.
L’air se refroidit jusqu’au point de rosée.
Dépôt de rosée:
− la chaleur latente libérée durant la condensation
ralentit la chute de la température;
− l’air près du sol devient plus sec.
Le point de rosée diminue.
Donc, la température de formation du
brouillard < point de rosée de la masse d’air.
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L’effet du profil d’humidité
Profil d’humidité fortement décroissant
Lign
es
7
5
3
2
HM
R
HMR : Rapport de
mélange
Air beaucoup plus sec
en altitude.
Diminution d’humidité
au sol pas remplacée
par diffusion.
Refroidissement
important du brouillard.
Température formation
du brouillard << point
de rosée de la masse
d’air.
Page 10
Profil d’humidité légèrement décroissant
HMR : Rapport de
mélange
Lign
es
HM
R
7
5
3
2
Air plus sec en altitude.
Assèchement au sol produit
rapidement une gradient
d’humidité négatif.
Refroidissement moindre du
brouillard.
Température formation du
brouillard légèrement < point
de rosée de la masse d’air.
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Profil d’humidité croissant
Lign
es H
MR
7
5
3
2
HMR : Rapport de
mélange
Davantage d’air humide en
altitude.
Perte d’humidité au sol
rapidement remplacée par
l’humidité en altitude.
Pas de refroidissement
supplémentaire pour le
brouillard.
Température formation du
brouillard = point de rosée
Page 12
de la masse d’air.
Méthode de Saunders :
température de formation du
brouillard
Méthode de Saunders
Choisissez un sondage représentatif de la température à midi
(téphigramme):
− même masse d’air que votre région;
− idéalement en amont.
Modifiez le téphigramme pour l’heure de la température
maximale:
− indiquez la pression à l’altitude de la station (QFE),
− tracer Tmax et Trosée au moment de la température maximale,
− modifiez le téphigramme pour correspondre aux températures
maximales.
Page 14
Sondage représentatif de midi
Page 15
Indiquez la Tmax et la Tdew & modifiez le sondage
Td
Station
Point de rosée
T
Station
Thermomètre sec
Page 16
Faites une construction du Point de Normand
Point de Normand
Td
Station
Point de rosée
T
Station
Thermomètre sec
Page 17
Tracez une isobare à partir du Point de Normand
Td
Station
Point de rosée
T
Station
Thermomètre sec
Page 18
L’isobare croise la courbe du point de rosée
Suivez la ligne de rapport de
mélange saturant (SHMR) à partir
de l’intersection jusqu’à la surface
Tf
Td
Formation du
Station
brouillard Point de rosée
T
Station
Thermomètre sec
Page 19
Température de formation du brouillard : Saunders
Tf
Formation du
brouillard
Td
Station
Point de rosée
T
Station
Thermomètre sec
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Méthode de Saunders - 2 cas particuliers
Type I
− Super-adiabatique à la surface.
Type II
− Air sec en haut.
− Air humide près de la surface.
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TYPE 1 – Super-adiabatique à la surface
Super-adiabatique
Td
Tmax
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Ignorer la super-adiabatique à la surface
Type 1
Ignorer la
super-adiabatique
Tf
Formation du
©
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brouillard
Td
T
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TYPE 2 – Air beaucoup plus sec en haut
Air beaucoup plus sec en haut
(taux de décroissance d’humidité
important)
Td
Tmax
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Construction de Normand et isobare
Type II
La température de formation du
brouillard sera excessivement basse
Tf = ??
Td
Tmax
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Prolonger la courbe de température de rosée ‘plus
humide’ de basse altitude
Type II
Prolonger la courbe de température de
rosée
Tf
Td
Tmax
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Généralités : température de formation du brouillard
Si l’inversion de subsidence se situe dans les
30hPa à partir de la surface, alors Tf = Tdew
Page 27
28
20
16
12
9
7
5
2
5
0 .8
0
-1
-1
3
Types d’inversion
750
800
0
-2
850
900
48
Inversion de subsidence
950
5
-2
1000
1050
28
20
16
12
9
7
5
2
3
0
-1
0 .8
40
30
20
10
0
0
-1
0
-2
5
-1
750
800
0
-2
850
48
900
950
5
-2
1000
Inversion de surface
1050
40
30
20
10
0
0
-1
0
-2
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Généralités : température de formation du brouillard
Si une inversion de subsidence se situe dans les
30hPa à partir de la surface, alors Tf = Td.
S’il pleut l’après-midi, la température de formation du
brouillard sera supérieure au calcul.
Si le ballon sonde monte dans la pluie, alors la
température de formation du brouillard sera plus
basse.
Si une brise de mer atteint votre région après la Tmax,
utilisez alors le point de rosée côtier comme votre
température de formation du brouillard.
Si la température de formation du brouillard que vous
avez calculée est < 0C, alors la température de
formation du brouillard sera plus basse à cause de la
gelée blanche.
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Brouillard ou brume ou rien?
Prenez votre température minimale prévue et votre
température de formation du brouillard,
Si Tf - Tmin > 0
Du brouillard est prévu.
Si Tf - Tmin < 0
De la brume est prévue avec des nappes de brouillard dans les
vallées fluviales.
Si Tf - Tmin ≤ -2
On NE prévoit PAS de brouillard ou de brume.
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Quand y aura-t-il formation de brouillard?
Température
Courbe de refroidissement nocturne
(en supposant qu’il n’y a pas de brouillard)
Courbe de refroidissement modifiée
(la formation de brouillard
arrête le refroidissement au sol)
Tf
Heure de la formation de brouillard :
2100
Tmin
1200 1500 1800 2100 2400 0300 0600 0900
Heure
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QUESTIONS-REPONSES : PREVOIR LA
FORMATION DE BROUILLARD
1) Quelles sont les 3 principales conditions
météorologiques pour qu’un brouillard de
rayonnement se forme?
2) Pourquoi le point de rosée à midi est-il souvent
plus élevé que le point de rosée à minuit?
3) Quand le point de rosée de la masse d’air peutil être égal à la température de formation du
brouillard?
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QUESTIONS-REPONSES : PREVISION DE LA
FORMATION DE BROUILLARD
1) Quelles sont les 3 principales conditions
météorologiques pour qu’un brouillard de rayonnement
se forme?
Réponse : Ciel clair; humidité à basse altitude; vents au sol
calmes ou légers.
2) Pourquoi le point de rosée à midi est-il souvent plus
élevé que le point de rosée à minuit?
Réponse : Formation de rosée le soir.
3) Quand le point de rosée de la masse d’air peut-il être
égal à la température de formation du brouillard?
Réponse : quand l’humidité augmente avec l’altitude près
de la surface; inversion de subsidence dans 30hPa à
partir de la surface.
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BROUILLARD D’ADVECTION CHAUDE
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Formation de brouillard d’advection chaude
Air HUMIDE CHAUD qui se déplace au-dessus de la
terre ou de la mer plus froides.
- Côtes exposées au vent.
Air refroidi jusqu’au point de rosée.
Léger vent au sol = brouillard.
- Le réchauffement terrestre soulève le brouillard et forme
une couche de nuages bas en journée; rapide en été,
lent en hiver.
Vent en surface >10 noeuds = nuages bas.
(Tsec-Trosée) x350 = base du stratus au-dessus du niveau
du sol.
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BROUILLARD DE PENTE
Direction du vent
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Formation de brouillard de pente (stratus)
L’air est obligé de s’élever au-dessus des
collines.
Vents chauds, humides, modérés à forts.
Air stable.
L’air se refroidit lorsqu’il s’élève.
Très fréquent sur les côtes exposées au vent
et les collines.
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Brouillard de pente ou stratus
Masse d’air St/Sc
Vent de basse altitude
Page 38
Masse d’air St/Sc
LCL
LCL Lifting Condensation Level :
(Niveau de condensation par
ascendance)
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Masse d’air St/Sc
Stratus de pente
LCL
Page 40
5
2
3
Prévoir un stratus de pente
7
750
Trop
sec
9
LCL
1000
Sélectionnez une
sondage représentatif.
Déterminez ensuite le
LCL le plus bas.
Il s’agit d’une recherche
par tâtonnements!
LCL le plus bas = Base
du stratus de pente.
10
0
Page 41
Un dernier type de brouillard : le brouillard d’évaporation
Brouillard d’advection froide.
‘Fumée de mer arctique’.
Air froid circulant au-dessus d’une mer relativement chaude.
La couche inférieure près de la surface devient très instable.
Tourbillons convectifs.
Évaporation puis condensation.
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Brouillard d’évaporation
Page 43
QU’EST-CE QUI DISSIPE LE BROUILLARD?
Quatre processus principaux de dissipation
Augmentation du vent – dissipation en stratus.
Augmentation de la couverture nuageuse –
rayonnement de grande longueur d’onde sur le
sommet du brouillard (méthode la plus efficace).
Advection d’air plus sec – changement de masse d’air
ou variations au sein de la masse d’air.
Rayonnement solaire – dissipation diurne.
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Technique de dissipation par rayonnement solaire
Très utilisée au UK.
Courbe représentative.
Généralement un sondage de minuit ou à
l’aube.
Il faut modifier le sondage pour les conditions
de votre station à Tmin/aube.
3 types.
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Cas A Ciel visible à la station – Pas d’inversion
Sondage de minuit représentatif
QFE
Taube
Pointez QFE et Taube
Page 46
Modifiez le sondage pour les conditions à l’aube
ΔP est supposée être une épaisseur universelle pour toutes les saisons et tous les
endroits
ΔP = 10 hPa
QFE
Taube
Sondage de l’aube modifié
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Cas A Ciel visible à la station – Pas d’inversion
SALR Saturation Adiabatic Lapse Rate
=> ou Gradient Adiabatique Saturé
SALR
Sommet du brouillard
(intersection
De la courbe de
température
de rosée)
ΔP = 10 hPa
QFE
Taube
Tdissipation du brouillard
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Cas B Ciel obscurci à la station – inversion
Sondage de minuit représentatif
Page 49
Ajoutez
p
p au UK
6 hPa en Mai, Juin, Juil
12 hPa en Fév, Mars, Avr
Août, Sep, Oct
18 hPa en Nov, Déc, Jan
p
Page 50
Déterminez Taube et le sommet du brouillard
Intersection avec la courbe du point de rosée
SALR
p
QFE
Taube
Tdissipation du
Tdissipation
brouillard
du stratus
Page 51
Cas B Ciel obscurci à la station – inversion
sondage de l’aube
modifié
SALR
QFE
Taube
Tdissipation du
Tdissipation
brouillard
du stratus
Page 52
Cas C Ciel obscurci à la station – pas d’inversion
Sondage 0000Z représentatif
Page 53
p pour UK
30 hPa en Mai, Juin, Juil
35 hPa en Fév, Mars, Avr,
Août, Sep, Oct
40 hPa en Nov, Déc, Jan
p
QFE
Page 54
Sondage de l’aube
modifié
SALR
p
QFE
Taube
Tdissipation du Tdissipation
brouillard
du stratus
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Prévision de l’heure de dissipation du brouillard
1)
Calculez la température Tmax non adaptée en utilisant la formule
Tu = -192.65+0156h, où h est l’épaisseur 1000-850hPa (en gpm).
2)
Adaptez la Tmax pour la persistance du brouillard en utilisant la
Fig1:
pour un brouillard épais (≥10hPa de profondeur), utilisez la
courbe 3;
pour un brouillard mince (ciel visible), utilisez la courbe 1.
−
−
3)
−
−
−
−
4)
Tracez la courbe d’augmentation de la température en fonction du
temps, en supposant :
que le brouillard persiste
qu’une ligne droite relie Tmin et Tmax
Tmin = température formation du brouillard = lever de soleil + 1
heure
Tmax = 1400 heure locale
L’heure approximative de la dissipation du brouillard est
l’intersection entre la température calculée de la dissipation du
brouillard et la ligne droite.
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Figure 1: Graphique d’adaptation Tmax
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DISSIPATION DU BROUILLARD
1) Quels sont les 4 processus principaux de
dissipation du brouillard?
2) Décrivez les 3 types de technique de dissipation
du brouillard sur un téphigramme.
3) Quelles sont les conditions nécessaires au
brouillard d’évaporation?
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DISSIPATION DU BROUILLARD
1) Quels sont les 4 processus principaux de
dissipation du brouillard?
Réponse : couverture nuageuse au-dessus de la
couche de brouillard; air plus sec; augmentation
du vent; rayonnement solaire.
2) Décrivez les 3 types de technique de dissipation
du brouillard sur un téphigramme.
Réponse : Ciel visible, pas d’inversion; ciel obscurci,
inversion; ciel obscurci pas d’inversion.
3) Quelles sont les conditions nécessaires au
brouillard d’évaporation?
Réponse : Air polaire ou arctique au-dessus d’une
mer relativement chaude.
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