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--> rayonnement
--> radiosonde
--> Richardson (Lewis Fry)
--> Rossby (Carl-Gustav Arvid)
--> régime
--> régime climatique
--> référentiel
--> réfraction
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--> radiosondage
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--> rose des vents
--> rapport de mélange
--> réflexion
--> rosée
| METEO FRANCE - rapport de mélange
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Niveau d'explication :
À un instant déterminé, l'état physique d'une
parcelle d' air atmosphérique (donc d' air humide
) se caractérise par sa température absolue T et
sa pression p , mais aussi par son humidité , que
peuvent décrire de façon quantifiée différents
paramètres : outre l' humidité relative u , le
plus utilisé d'entre eux est le rapport de mélange
de la parcelle — souvent noté r — , qui exprime Ã
l'instant considéré le rapport de la masse de
vapeur d'eau à celle d' air sec contenues dans la
parcelle ; ce nombre r est sans dimension, mais
ses valeurs restant généralement très faibles, il
est d'usage de les manipuler en les multipliant
par 1 000, ce qui revient à l'exprimer en grammes
de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec (on note
de ce fait r en "g / kg"). Sur un émagramme où
l'état d'une parcelle d'air est symbolisé par un
point M ayant pour coordonnées la température T et
la pression atmosphérique p de la parcelle,
l'humidité de celle-ci est alors précisée en
pointant près de M la valeur du rapport de
mélange.
Dès lors que, dans l' atmosphère , on connaît la
température et la pression en un lieu et à un
instant déterminés, des formules simples
permettent de calculer en ce lieu et à cet instant
l'humidité relative u à partir du rapport de
mélange r et réciproquement, par l'intermédiaire
de la tension de vapeur e . Ces formules montrent
en particulier que pour T et p données, la valeur
du rapport r ne peut excéder, sinon de peu et
fugacement, celle d'un nombre r w (l'indice w est
mis pour water ) appelé le rapport de mélange de
saturation , et qui est le rapport de mélange
associé à la pression de vapeur saturante e w ( T
) que ne peut en principe excéder la valeur de e Ã
la température T (alors, u = 100 %) : une fois
atteinte cette valeur limite r w va se déclencher
la condensation d'une partie de la vapeur d'eau
contenue dans la parcelle, à moins qu'un phénomène
de sursaturation n'y maintienne une masse de
vapeur d'eau supérieure à la masse normalement
maximale et ne produise par conséquent des valeurs
de u , e et r respectivement supérieures à 100 %,
e w ( T ) et r w ; de fait, l'amorce de la
condensation est précédée d'un état instable et
ordinairement bref de sursaturation, laquelle
reste légère en général, seul un air très pur
permettant à u , e et r d'atteindre des valeurs
sensiblement plus élevées, voire très élevées.
Alors que la pression de vapeur saturante e w ( T
) est une fonction — rapidement croissante — de la
seule température T , le rapport de mélange de
saturation r w est une fonction de p et de T Ã la
fois : il décroît avec p à température donnée,
tandis qu'à pression donnée il croît avec e w ( T
), et donc avec T . Le tracé des courbes d'égale
valeur de r w sur un émagramme (cotées à l'aide de
nombres égaux à 1 000 fois la valeur
correspondante de r w ) permet de repérer la ou
les valeurs prises par la pression et la
température aux points éventuels où se produit la
saturation sur une courbe représentant soit le
profil vertical d'une masse d'air, soit
l'évolution d'une parcelle d'air ; en effet, ce ou
ces points sont situés à l'intersection entre la
courbe précédente et la ou les courbes d'égale
valeur de r w ayant une cote égale au rapport de
mélange de la masse d'air ou de la parcelle
(au-dessous ou au-dessus d'un point de ce type, le
rapport de mélange sur la courbe de profil ou
d'évolution est inférieur au rapport de mélange de
saturation et l'espace atmosphérique correspondant
à cette portion de courbe n'est pas un milieu
condensé ).
Soulignons que la définition de r w se réfère à la
condensation liquide . Or, il existe aussi, pour T
< 273,15 K , un rapport de mélange de saturation r
i relatif à la condensation solide (l'indice i
étant mis pour ice ), qui est lié à la pression de
vapeur saturante e i ( T ) par rapport à la glace
; et de même que l'on a e i ( T ) < e w ( T ), on
a, à p et T données : r i < r w (la vapeur d'eau,
au moment où elle devient saturante par rapport Ã
la glace, ne l'est pas encore par rapport à l'eau
liquide).
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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