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| METEO FRANCE - saturation
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Niveau d'explication :
Au sein d'un milieu solide, liquide ou gazeux
homogène, l'introduction et l' absorption d'un
corps matériel par désagrégation éventuelle et
diffusion conduit fréquemment à la formation d'un
nouveau milieu, homogène lui aussi, et ayant à l'
échelle macroscopique le même état (solide,
liquide ou gazeux) que le milieu initial : on peut
dire alors, dans un sens quelque peu généralisé,
que le corps matériel s'est "dissous" dans le
milieu initial. Cette dissolution, dans la plupart
des cas, ne peut se poursuivre indéfiniment : dans
des conditions d'expérience déterminées — par
exemple une température et une pression connues Ã
la surface de séparation du milieu initial avec le
milieu extérieur par où s'effectue l'absorption —
, on constate que la masse de corps matériel
dissoute dans une masse donnée du milieu initial
ne peut dépasser une valeur maximale pour laquelle
il y a, par définition, saturation de ce milieu
récepteur ; au-delà de la saturation, le milieu
nouvellement obtenu n'est plus homogène et il se
produit l'un des phénomènes possibles traduisant
le rejet de la masse de corps matériel introduite
en excès, comme l'échappement d'un gaz, le dépôt,
la précipitation ou le ruissellement d'un liquide,
le dépôt ou la précipitation d'un solide... En
fait, la saturation traduit un état limite
d'équilibre sur la ou les surfaces par lesquelles
un corps matériel est absorbé dans le milieu
initial : Ã chaque intervalle de temps, le nombre
de molécules du corps matériel qui s'introduisent
dans le milieu initial pour y être dissoutes
équivaut au nombre de molécules qui s'échappent du
milieu initial pour se réintégrer au corps
matériel (c'est le cas, par exemple, à la surface
d'une pincée de sel gisant au fond d'un verre
d'eau).
Il est très fréquent que ce genre d'équilibre
s'établisse localement entre l' air sec ,
considéré comme milieu récepteur, et une multitude
de corps matériels solides, liquides ou gazeux
dont les molécules entretiennent un va-et-vient
entre l' atmosphère d'une part, des surfaces
liquides ou solides d'autre part (ces surfaces de
séparation peuvent limiter aussi bien de larges
étendues terrestres que des gouttelettes ou
cristaux de milieux condensés tels que les nuages
ou les brouillards ). Les processus de
"dissolution" de loin les plus importants sont
alors les changements de phase à la surface de
séparation : un liquide ou un solide, par
évaporation ou par sublimation , se transforme en
un gaz soumis ensuite à diffusion à travers
l'atmosphère, mais en même temps une partie
moindre de ce gaz entrant dans la composition de
l' air est réabsorbée dans le liquide ou le solide
initial par condensation ou par condensation
solide , et ce processus peut continuer tant que
n'aura pas été atteint l'équilibre de la
saturation ; une fois atteint cet équilibre, l'air
est dit saturé par le gaz qui s'y diffusait.
En météorologie , le corps matériel que l'on
considère est, sauf mention explicite du
contraire, la vapeur d'eau extraite du sol, de
l'océan ou des milieux condensés ; dans un volume
d'air saturé, alors, le flux de vapeur d'eau qui
se condense égale à tout instant le flux d'eau
liquide ou solide qui se vaporise, et tout apport
plus important de vapeur d'eau provoquera un excès
de condensation (sous forme d'eau liquide) ou de
condensation solide (sous forme de glace).
Au-dessus d'une surface de séparation air-eau
assimilable à une étendue plane et très vaste
d'eau liquide ou de glace, on peut caractériser la
saturation par la pression de vapeur saturante de
la vapeur d'eau dans l'air, laquelle croît avec la
seule température de cette surface. Dans les
milieux condensés, toutefois, il arrive que la
pression partielle de la vapeur d'eau doive
atteindre des valeurs légèrement supérieures Ã
celle de cette pression de vapeur saturante avant
que des noyaux de condensation ne puissent
réellement déclencher la condensation : c'est le
phénomène de sursaturation (par rapport à l'eau
liquide ou par rapport à la glace).
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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