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| METEO FRANCE - masse volumique
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Niveau d'explication :
En physique générale, la masse volumique d'un
corps matériel est, en un point donné de ce corps
et à un instant donné, la masse d'un petit volume
de ce corps entourant ce point, rapportée à la
valeur de ce petit volume ; on peut donc la
mesurer en kilogrammes par mètre cube (abr. : kg.m
- 3 ). La masse volumique d'un fluide en un point
est bien sûr la masse volumique d'une parcelle du
fluide entourant ce point. La masse volumique de
l' air , souvent notée ρ (il s'agit de la lettre
grecque rhô), est considérée comme étant égale en
moyenne à 1,292 kg.m - 3 pour ce qui est de l' air
sec à la température de 0 °C et sous la pression
atmosphérique normale . Il faut cependant
remarquer que la masse volumique de l' air humide
est plus faible que celle de l'air sec et que,
toutes choses égales d'ailleurs, elle diminue
quand le rapport de mélange augmente, puisque la
vapeur d'eau est plus légère que l'air sec ; de
même, la masse volumique de l'air diminue quand
croît la température à pression atmosphérique
donnée ou quand décroît la pression à température
donnée (en fait, ρ a tendance à décroître assez
rapidement avec l'altitude : pour un air humide où
elle vaut environ 1,2 kg.m - 3 au niveau moyen de
la mer , elle aura déjà atteint le seuil des 1
kg.m - 3 Ã 850 hPa , vers 1 500 m d'altitude).
Les constatations précédentes sont liées à l'
équation d'état de l'air , qui exprime la
proportionnalité entre la pression atmosphérique
d'une part, le produit de la température absolue
par la masse volumique d'autre part, le
coefficient de proportionnalité dépendant
légèrement de l' humidité . Cette équation joue un
rôle essentiel en météorologie , de même que l'
équation hydrostatique , où la masse volumique,
multipliée par l' accélération de la pesanteur ,
apparaît comme le rapport d'une petite diminution
verticale de la pression à la petite augmentation
verticale d'altitude qui lui correspond. De façon
générale, la masse volumique constitue un
paramètre très couramment utilisé dans les
relations physiques décrivant l' atmosphère . Les
surfaces d'égale valeur de la masse volumique sont
appelées des surfaces isopycnes : lorsque dans une
région de l'espace elles sont parallèles aux
surfaces isobares , il en va de même des surfaces
isothermes (d'après l'équation d'état de l'air, où
l'on néglige les variations du rapport de mélange)
et la région correspondante se comporte comme une
atmosphère barotrope .
Notons que l'emploi du terme densité comme
synonyme de masse volumique est à éviter : en
effet, la densité désigne également le rapport de
la masse volumique d'un corps chimique à celle
d'un corps chimique de référence placé dans les
mêmes conditions de température et de pression (le
corps de référence est l'eau pour les solides et
les liquides, l'air pour les gaz).
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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