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Lecture des émagrammes

9 juillet 2019 - Temps de lecture: 6 minutes

Un émagramme représente, pour un lieu donné, l'évolution de la température d'une masse d'air sèche et humide en fonction de son altitude.

Son analyse permet notamment de déduire l'altitude des nuages (plafonds), leurs densités ainsi que les ascendances. Ces informations s'obtiennent soit graphiquement (voir ci-dessous), soit par calcul (plafond = [T - Td] x 120, ascendance = sqrt{[2 x cape] / 2}, visibilité = T - Td au niveau de l'inversion ou v = 0 ou 1/8 si dif. > 7 deg., v = 2 ou 3/8 si dif. > 4 deg., v = 4 ou 5/8 si dif. > 2 deg.).

Lecture de l'image ci-dessus... La courbe magenta représente le parcours d'une particule d'air en fonction de la pression et des températures (mesurées ou prévues).

La zone hachurée rouge représente le nuage, le trait noir le niveau de condensation, base du nuage.

Les adiabatiques sèches et humides sont numérotées à partir de la température par laquelle elles passent pour la pression conventionnelle de 1000hPa.

Que se passerait-il si ce profil, mesuré à 23h, demeurait tel quel le lendemain après-midi ?

1) Formation d'une bulle
Une particule d'air à 13°C s'échauffe de 3°C au niveau du sol à son contact. Elle se dilate. Sa densité (le terme rigoureux est masse volumique) diminue. Elle "flotte" dans l'air environnant resté plus froid, comme une montgolfière. Lorsque cette poussée d'Archimède s'est exercée suffisamment longtemps, elle vainc les inerties et les frottements. Les forces sont suffisantes pour écarter l'air au dessus de la bulle et aspirer sous elle l'air qui va la remplacer.

2) Ascendance
La bulle s'élève. La pression atmosphérique ambiante diminuant avec l'altitude, la particule se détend de façon adiabatique, sans échange d'énergie avec l'environnement.
Ses caractéristiques évoluent dans le plan Pression-Température en suivant l'adiabatique sèche "16°C", parallèle aux pointillés bleus, 16° étant sa température au décollage à la pression de 1000hPa (mbar).

3) Base du nuage
Arrivée à 800m, elle atteint 10°C et la saturation. De l'eau condense en brouillard qui alimente le nuage.

4) Développement du nuage
La chaleur consommée précédemment pour évaporer l'eau est restituée lors de la condensation. Cela limite le refroidissement de la particule par détente. Elle s'élève dans le plan Pression-Température en suivant la pseudo-adiabatique humide "13°C", parallèle aux pointillés oranges. Cette courbe "13°C" passe bien par le point de coordonnées 800m/10°C où est apparu la condensation. L'écart entre la température de la particule et celle de l'air environnant augmentant, la différence de densité s'accentue et l'ascendance se renforce. Le nuage "pompe" fortement (on peut atteindre des vitesses verticales de 10 à 20m/s, soit 35 à 70km/h, dans un cumulo-nimbus !)

Sommet du nuage
La température de la particule atteint -25°C, identique à la température ambiante. Il n'y a plus de différence de densité. L'ascension s'arrête à 6000m. C'est un beau Cumulus congestus.
Il gèle fortement dans le nuage. Les cristaux de glace s'agglomèrent. La forte ascendance les empêche de descendre tant qu'ils ne sont pas assez gros et lourds. On doit s'attendre à des averses de grêle, qui peuvent se transformer en pluie près du sol.

Source: GCVL

Autres sources:

  • MeteoCentre (lien)
  • L'Avionnaire, Émagrammes (lien)
  • Actualisation des connaissances / Météo, avril 2004 (lien)
  • J-L Dumoulin, Émagrammes en toute simplicité, 2012 (partie 1 et 2)
  • G. Jacqueline, Lecture d'un émagramme, 8p., 2010 (lien)
  • VéliVol, Apprendre à lire un émagramme en 2 minutes sans prises de tête, 2015 (lien, video, complet)
  • M. Schultze, (lien)