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31
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( 88 ° F) max
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--> thermomètre
--> traînée de condensation
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--> Teisserenc de Bort (Léon)
--> turbulence en air clair
--> temps sensible
--> temps violent
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--> tornade
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| METEO FRANCE - turbulence
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Niveau d'explication :
Il est très usuel de constater l'existence de deux
modes distincts d'écoulement d'un liquide ou d'un
gaz tel que l'eau, l' air ou tout autre fluide. Un
fleuve coulant lentement adoptera ainsi un
écoulement laminaire , où les vecteurs qui
représentent à l'aide d'une flèche, en chaque
point et à chaque instant, la direction, le sens
et l'intensité de la vitesse de déplacement de
l'eau s'écartent peu de leurs moyennes dans un
intervalle de temps donné ou dans une parcelle
d'eau donnée : les lignes de courant du flux
s'organisent alors en courbes presque parallèles
au sein de parcelles analogues à de fines lames
superposées, qui glisseraient les unes au-dessus
des autres sans créer entre elles de frottement
notable. Et pourtant, même au sein de ce mouvement
d'ensemble se distingueront ici ou là des
mouvements tourbillonnaires, voire inorganisés,
par exemple autour d'une avancée d'une berge ou
dans le sillage d'un bateau ou d'une arche de
pont, et ces mouvements seront l'indice que le
fleuve est passé en ces endroits à un écoulement
turbulent , analogue à celui d'un cours d'eau
rapide au parcours heurté.
Au sein d'un écoulement de ce genre, les écarts
des vecteurs vitesse de déplacement de l'eau Ã
leurs moyennes se répartissent dans toutes les
directions et tous les sens, avec une grande
soudaineté dans les changements d'intensité, et
cette variabilité se constate dans le temps (par
exemple dans la trajectoire d'un objet flottant
porté par le fleuve) comme dans l'espace (par
exemple contre le pied d'une arche) : alors, les
lignes de courant semblent se mêler entre elles,
et les objets ou les traces solides ou liquides
transportés par le fleuve se mélangent et se
dispersent en effet avec beaucoup plus de vigueur
et de rapidité que dans un écoulement laminaire ;
les parcelles d'eau paraissent glisser
difficilement les unes par rapport aux autres,
comme si elles se faisaient obstacle en créant du
frottement entre elles. La vitesse horizontale de
l'eau, en particulier, peut subir à un instant
donné, suivant la verticale , des changements
brusques d'intensité ou de direction, à l'image
des cisaillements verticaux du vent . Cependant,
l'ensemble de ces phénomènes, qui caractérise par
définition l'état de turbulence d'un fluide en
mouvement par rapport à son contenant, n'est pas
synonyme de désordre absolu : des figures y
surgissent, comme des tourbillons de diamètres
divers, et ces figures se maintiennent dans le
flux pendant des durées dont les ordres de
grandeur semblent en relation avec ceux de leurs
diamètres. Le passage de l'écoulement laminaire Ã
cet état turbulent est déterminé par le seuil que
peut franchir à force de croître une grandeur sans
dimension, le nombre de Reynolds , qui prend en
compte les caractéristiques physiques du fluide Ã
travers sa viscosité ainsi que les conditions
géométriques et dynamiques de son mouvement.
Les caractéristiques d'un courant turbulent,
telles qu'esquissées dans le cas de l'eau en
opposition à un écoulement laminaire, sont
transposables point par point au cas de l'air,
lequel, par sa faible viscosité, entretient autour
des instruments de mesure des valeurs élevées du
nombre de Reynolds et donc des courants
turbulents, ce dont témoignent les rafales
s'écartant sans cesse des direction moyenne et
vitesse moyenne du vent . Plus généralement, dès
lors que l'on étudie l' atmosphère à une échelle
spatio-temporelle déterminée, les mouvements de
l'air aux échelles plus réduites ne peuvent être
pris en compte que sous la forme d'une turbulence
atmosphérique dont l'expression dans les équations
de la prévision est irrémédiablement
approximative, et ce alors que cette expression
joue un rôle clé dans de nombreux problèmes de la
météorologie , en particulier dans ceux concernant
la diffusion des propriétés de l'air —
principalement la quantité de mouvement , la
chaleur , l' humidité spécifique , les traces et
aérosols — , la couche limite planétaire et la
pollution atmosphérique .
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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L'ouvrage est disponible dans toutes les librairies de Papeete au prix de 2950 CFP
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