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Les Forums de MeteoBelgique
trebor

Inversion de t°

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Bonjour à tous,

En situation anticyclonique comme c'est le cas actuellement (29/01/2006),on assiste à une inversion de t° dans les basses couches.

Plusieurs questions me viennent à l'esprit:

1°) Pourquoi n'a-t-on pas tojours une inversion en situation anticyclonique? L'air est pourtant toujours "plaqué" au sol...Quelque chose m'échappe...

2°) En journée,l'inversion est bien marquée entre la basse et la haute Belgique. Mais la nuit, pourquoi retourne-t-on à une situation classique où la t° diminue quand l'altitude augmente?

3°) Sur quels types de cartes peut-on lire/traduire une inversion de t° dans telle ou telle région?

Merci, et bonne journée.

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Je vais essayer de répondre, mais seulement en partie.

1° L'inversion dans les anticyclones a plusieurs causes:

- le refroidissement nocturne des couches en contact avec le sol. L'air étant mauvais conducteur et comme il y a peu de vent dans les H, cet air froid stagne et, fatalement, il fait plus chaud en haut. Cette inversion reste très basse.

- la descente de l'air de haute altitude, dûe à deux causes possibles: l'affaissement des basses couches qui se refroidissent: il est fort limité, mais suffisant pour, en comprimant=réchauffant l'air, causer une légère inversion, qui vient renforcer la première. Dans les anticyclones dynamiques, donc inscrits dans la circulation générale (Açores, ...), c'est une descente généralisée de l'air de haute altitude qui, sur toute l'épaisseur de la troposphère, va considérablement se réchauffer. Mais cette subsidence n'atteindra pas toujours le sol, elle peut s'écarter sur une couche froide.

Dans les anticyclones en formation, comme cela arrive souvent chez nous, l'inversion de subsidence se retrouve d'abord en altitude, et tous les jours, elle descend. C'est très net sur les sondages.

Conclusion pour le 1°: parfois, l'inversion est encore trop haut pour être sensible à basse altitude: le seul signe est la disparition des nuages élevés et le blocage des nuages à développement vertical. Deuxième raison: le réchauffement diurne du sol et de la couche d'air en contact va parfois "gommer" l'inversion, mais ce n'est que provisoire et qui est en contradiction avec ton 2°.

2°: je ne sais pas unsure.gif

3° le mieux est de consulter les sondages, mais il y en a peu : http://www.meteo.uni-koeln.de/meteo.php?show=De_We_We . En Belgique, Uccle et St Hubert envoient un ballon deux fois par jour.

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2°) En journée,l'inversion est bien marquée entre la basse et la haute Belgique. Mais la nuit, pourquoi retourne-t-on à une situation classique où la t° diminue quand l'altitude augmente?

Pas grand-chose à ajouter à ce qu'a expliqué Bernadette (merci pour cette explication d'ailleurs thumbsup.gif ).

Pour la question 2, ce n'est pas tout-à-fait exact: à 07H du matin aujourd'hui, il y avait 3°C à Saint-Hubert et 2°C à Spa (alors qu'il y avait -7°C à Zaventem, -5°C à Deurne-Anvers et -6°C à Gosselies à titre de comparaison). L'effet de l'inversion ne disparait donc pas la nuit.

Je ne sais pas où as-tu vu des températures plus froides au petit matin pour les hauteurs?

wink.gif

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Merci pour tes explications, Bib !!!

thumbsup.gifthumbsup.gifthumbsup.gif

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A noter aussi quelques différences selon les régions car je suis à une altitute plus élevée que Spa et pourtant la t° hier n'a pas dépasser les 1.7°C.

De plus j'ai constaté ces même différences en relevant différentes observations où, à des altitudes équivalentes le phénomène d'inversion thermique était présent dans un cas et pas dans l'autre. (Libin et Lierneux qui sont tous les 2 à 420 mètres d'altitudes voir observation de ce dimanche).

Donc il a l'air assez difficile de faire des prévisions de température en ce moment car grande variabilité suivant les endroits

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Donc il a l'air assez difficile de faire des prévisions de température en ce moment car grande variabilité suivant les endroits

Merci Procion, ainsi que bib et Maxime. wink.gif

Je dirais températures homogènes et assez douces, sauf dans les vallées, quelles que soient leur altitude.

Il reste plus de traces de neige à Liège-ville (60m d'altitude, traffic automobile dense, immeubles, etc...) qu'ici chez moi, sur les hauteurs (130m d'altitude, au calme).

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Bonjour Trebor,

Je vais tenter de répondre à tes questions.

Les inversions de température sont des phénomènes très complexes. Alors je vais d'abord prendre les cas simples avant d'aborder les situations complexes.

Par ciel serein et vent calme, la situation est facile à comprendre. Le sol se refroidit assez rapidement et l'air en contact avec le sol se refroidit à son tour. Par exemple, en journée, il y avait une température de 10°C et de 7°C à 300 mètres d'altitude, puis en fin de nuit, le sol se refroidit à -4°C. L'air au contact du sol se refroidit jusqu'à 0°C. On aura alors 4°C à 100 mètres, 6°C à 200 mètres et 7°C à 300 mètres d'altitude (par exemple). Si l'air est assez humide, du brouillard se formera. En journée, le soleil réchauffera à nouveau le sol, l'inversion disparaîtra (ou s'atténuera en hiver) et le brouillard se dissipera aussi.

S'il y a beaucoup de vent, la situation est simple aussi. Le brassage de l'air entre la basse et la haute altitude est trop important et l'inversion n'a aucune chance de se former. L'air sera juste un peu plus stable la nuit et un peu plus instable le jour en raison de la variation diurne de température qui interviendra malgré tout.

Là où la situation devient complexe, c'est lorsqu'il y a peu de vent. Qui dit peu de vent la nuit dit très peu de vent près du sol (en raison du frottement). On assiste alors à un écoulement dit "laminaire" dans les premières centaines de mètres de l'atmosphère, c'est-à-dire que la vitesse du vent augment (légèrement) au fur et à mesure que l'on s'éloigne du sol. Et, à partir d'une certaine hauteur, cet air devient turbulent. Dans ce cas, l'inversion se formera aussi près du sol, au départ (air assez calme), mais les "tourbillons" de la turbulence au-dessus entraîneront une partie de cet air refroidi vers le haut. Or, en s'élevant, cet air se refroidit par détente puisque la pression baisse (refroidissement adiabatique) et on retrouve, à quelques centaines de mètres, un air encore plus froid qu'au sol, qui s'arrêtera à la couche limite (sommet de l'inversion). Dont, en reprenant les données de l'exemple précédent, on aura toujours un sol à -4°C, un air au contact du sol de 0°C, puis à 100 mètres, on observera -1°C et à 200 mètres, on observera -2°C (détente adiabatique). A 300 mètres, toutefois, au-dessus de la couche limite, on aura toujours 7°C (toujours dans le cas de l'exemple). En d'autres termes, l'inversion ne se trouve plus au sol, mais un peu au-dessus. En plus, comme cette inversion est plus nette à 300 mètres (on passe brusquement de -2°C à 7°C), le vent qui y souffle aura encore tendance à se renforcer (maximum de vent nocture qu'on nomme aussi "low level jet"), ce qui auto-entretient la turbulence. Si l'air est assez humide, du stratus se formera, les fameux "stratus de turbulence". Ces inversions sont souvent coriaces et risquent de persister en journée. Il faut vraiment que la température dépasse 10°C (dans le cas de l'exemple) pour que cette inversion (et le stratus) se dissipe.

Les Ardennes, souvent, se trouvent au-dessus de cette couche d'inversion avec turbulence. Mais le sol ardennais se refroidit lui aussi, forme une mince couche froide qui n'est toutefois pas suffisamment épaisse pour générer de la turbulence à son sommet. Donc la nuit, il fait froid sur les plateaux ardennais, mais en journée, l'inversion se dissipe facilement et les Ardennes connaissent des maximas élevés. Les régions situées plus bas restent sous l'inversion (et éventuellement le stratus) et demeurent froides même en journée. Cette situation est typique de la fin de l'automne et de l'hiver. En octobre ou en mars, le soleil est en général suffisamment fort pour venir à bout même des inversions à sommet turbulent.

Voilà. J'espère que j'ai su répondre à ta question.

Cumulonimbus.

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Très belle explication, cb!

Juste une question de vocabulaire: la différence de vent au-dessus et en-dessous de l'inversion ne s'appelle-t-elle pas plutôt "windshear" = "cisaillement de vent ? En tous cas, c'est comme cela que les pilotes la nomment.

Le cisaillement de vent dû à l'inversion dépasse rarement 20 kt. Dans les montagnes, il peut être beaucoup plus marqué.

Le "low-level jetstream" se forme chez nous quand on a un anticyclone au Nord du continent, et un L au Sud, et que la différence de température entre les deux est forte. Une différence de T° de 1°/100m génère un vent de 40kt*, et donc un jet peut se former à la frontière du H et du L. Il peut atteindre 70 kt.

wink.gifthumbsup.gif

* ce chiffre est pêché dans un de mes cours, et j'aimerais en avoir confirmation: il me semble énorme

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En effet, il ya du windshear au niveau de l'inversion mais Cb a également raison de dire qu'un low level jet peut se créer surtout à la fin de l'hiver quand les contrastes thermiques deviennent plus importants. Cela se passe souvent en fin de nuit.

Evidemment ce n'est pas comparable avec les vitesses du jet stream polaire.

70kt me semblent beaucoup. C'est peut être vrai dans certaines parties du monde.

C'est surtout la différence de vitesse relative entre le vent en dessous de l'inversion et le vent au dessus de l'inversion qui est dangereux pour l'aviation.

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Salut Bib,

Il est clair qu'il s'agit d'une windshear. Mais toutes les windshears ne sont pas des maximums de vent nocturne. La caractéristique de cette windshear est effectivement sa (relativement) faible différence dans la vitesse de vent. La direction du vent n'est d'ailleurs pas très différente non plus. Par exemple, lorsque le vent souffle d'est au-dessus de l'inversion, il soufflera d'est-nord-est en-dessous. Il ne faut pas oublier qu'on se trouve en régime anticyclonique.

Des windshears plus importantes se sont produites cet hiver, avec des vents de nord-est surmontés de vents de sud-est, voire de sud au-dessus de l'inversion, mais là, d'autres phénomènes sont intervenus. On a même pu parler d'une sorte de mini-front froid avec les restes de l'air froid russe qui arrivaient jusqu'ici dans les basses couches alors que plus haut, nous avions affaire à un flux méridional. L'exemple que j'avais donné était, pour des raisons de clarté, épuré de tout autre phénomène météorologique. En réalité, ce n'est jamais aussi parfait qu'en théorie.

En ce qui concerne le low level jetstream, les inversions ne sont évidemment pas les seules à le générer. Toutefois il existe des théories intéressantes (mais pas encore prouvées) qui disent que ces maximums de vent nocturne liés aux inversions peuvent aussi entretenir, en été, des super-cellules orageuses pendant toute la nuit (ceci, en général, lorsque l'anticyclone se retire mais envoie encore de l'air chaud juste avant les orages).

Pour ta question purement mathématique, je n'ai hélas pas de réponse. Je ne connais pas les formules qui permettent de calculer le vent (théorique) par rapport à la pression ou à la température.

Cumulonimbus

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Là, c'est vraiment clair, comme le ciel en ce moment ici à Tournai.

Merci à tous

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Donc il a l'air assez difficile de faire des prévisions de température en ce moment car grande variabilité suivant les endroits

Merci Procion, ainsi que bib et Maxime. wink.gif

Je dirais températures homogènes et assez douces, sauf dans les vallées, quelles que soient leur altitude.

Il reste plus de traces de neige à Liège-ville (60m d'altitude, traffic automobile dense, immeubles, etc...) qu'ici chez moi, sur les hauteurs (130m d'altitude, au calme).

Et à Fléron (hauteurs de LIEGE, vers VERVIERS) il y a plus de neige que sur le centre..

Les explications concernant l'inversion thermique sont très intéressantes, merci!

Que la météo est compliquée...

Malgré la petite taille de notre pays, on peut trouver des situations très différentes à qq kilomètres de distance seulement...

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Et voici la démonstration aujourd'hui :

Prévi t° modèle GFS aujourd'hui :

user posted image

Réalité aujourd'hui :

Relevés t° MF à Orly aujourd'hui

Les écarts sont importants. Il n'a pas degelé de la journée en région parisienne sud. Les phénomènes d'inversions restent donc mal (voire pas du tout) maîtrisés par les modèles pour leurs prévis de t° au sol.

D'où mes questions : s'agissait-il aujourd'hui d'un phénomène d'inversion ? Pour avoir des inversions, un temps anticylonique est-il indispensable ?

Merci pour vos réponses. smile.gif

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Bonjour,

Effectivement, nous avons connus de fortes inversions ces derniers jours sur une bonne partie de l'Europe occidentale. Par moment, ces inversions provoquaient des différences de températures de 12°C, voir même de 15°C au niveau de la couche limite. Cette couche limite se situait le plus souvent vers les 500 mètres d'altitude. Un phénomène particulier : à Elsenborn, la température atteignait +10,7°C l'après-midi du 1er février pour replonger à -10,7°C au matin du 2, soit un écart de 21,4°C !

Il ne faut pas nécessairement un anticyclone pour avoir des inversions. On n'en a déjà vu au centre d'une dépression stationnaire. Les marais barométriques sont également propices aux inversions. Ce qu'il faut, c'est peu ou pas de vent et une masse d'air (relativement) chaude qui arrive sur un sol nettement plus froid. C'est d'ailleurs vrai en mer aussi, si celle-ci est plus froide que l'air environnant, une inversion se formera si les autres conditions sont réunies également.

Cumulonimbus.

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Un autre phénomène que je ne saisis pas bien : j'ai déjà souvent observé (sans le mesurer) qu'en situation comme elles se présente actuellement (c'est-à-dire temps gris, ciel couvert) , il arrive parfois que le gel soit permanent sous abri, alors que le sol dégèle légèrement. C'est le cas en ce moment dans la région de Tournai, où la t° sous abri n'a pas dépassé le 0° sur 48h00, le givre reste présent sur les arbres, alors que les glaces au sol fondent.

Qui peut m'expliquer cet autre phénomène d'inversion ?

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Je vais essayer de répondre à ta question.

Le sol n'a presque jamais la même température que l'air. En tant normal, le sol se refroidit plus que l'air la nuit. C'est d'ailleurs au contact du sol que l'air se refroidit à son tour dans les basses couches, néanmoins pas autant que le sol. En journée, c'est l'inverse, le soleil réchauffe le sol, puis l'air se réchauffe à son tour, mais moins que le sol. En été, c'est très visible : le sol est surchauffé et l'air, à peine tiède.

Dans le cas qui nous préoccupe maintenant, le sol s'est refroidi comme en temps normal et a refroidi l'air à son contact, les deux étant passés en-dessous de zéro. Suite à l'inversion, du brouillard et du stratus se sont formés, mais ils n'ont pas réussi à se dissiper en journée. Le stratus, toutefois, laisse passer un tout petit peu de rayons de soleil, qui d'ailleurs se dispersent dans tous les sens (phénomène de diffusion). Ce faible rayonnement est absorbé par le sol qui se réchauffe légèrement et cesse d'être gelé en journée. Mais la chaleur qu'il communique à l'air est insuffisante pour que l'air passe aussi au-dessus de zéro degré, ce qui fait que l'air reste gelé. Si le sol maintenait longtemps cette chaleur, l'air finirait par se dégeler à son tour, mais les journées sont encore trop courtes et, dès le soir, la situation s'inverse à nouveau, le sol reperd plus d'énergie qu'il n'en reçoit et regèle.

Cette absorption du rayonnement diffus se fait aussi, en journée, au niveau des objets (toits, voitures, arbres) mais comme ils sont situés plus hauts, qu'ils sont plus petits (que le sol) et plus exposés à l'air (gelé), ils reperdent aussitôt par conduction thermique le peu de chaleur emmagasinée et restent gelés, en conservant leur givre.

Cette situation n'est possible que par des températures proches de zéro degré. Sinon, tout gèle ou dégèle au bout d'un temps très court. Mais ce sont justement des températures faiblement négatives, donc proches de zéro, qui ont été observées en journée dans de nombreuses régions.

Voilà. J'ai essayé d'être le plus clair possible.

Cumulonimbus.

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Un grand merci pour ces explications cumulonimbus. thumbsup.gif

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cb, tu maîtrises trrrès bien le sujet, tu t'exprime tout aussi clairement: un plaisir !

Reviens souvent ici ! tongue.gifwink.gif

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Invité Kikoo

Bravo! Si madame Bernadette tongue.gif est contente, c'est que tu as vraiment bien réussi ton exposé! laugh.gif

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Ouawwww!!!! ca fait quelques temps que je suis plus venu sur le forum..Et quel plaisir de vous lire bin et cumulonimbus smile.gif Sérieux, c'ets vraiment très gay à lire et très clair à comprendre smile.gif

Un tout grand merci à vous pour nous faire partager vos connaissances smile.gif un vrai régal smile.gif

Continuez comme ça les thumbsup.gifthumbsup.gifthumbsup.gifthumbsup.gifsun.gif

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Un "petit" sondage d'Essen, dans la Ruhr, en Allemagne, un jour d'inversion. Les valeurs peuvent être interpolées avec fidélité à la Belgique, vu le climat identique. wink.gif

http://weather.uwyo.edu/cgi-bin/sounding?r...0400&STNM=10410

Notez les valeurs thermiques très élevées juste avant les 850hPa!

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Version graphique ici thumbsup.gif

cliquer sur "STATIONEN EUROPA", puis la station, puis l'heure en gras (les heures non soulignées n'ont pas de sondage à proposer)

Modifié par bib

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Merci a vous 2 !

Ces liens sont trés intéressants...

588m -1.7 °C

630m 4.4°C

6.1 °C de différence sur 42 métres d'altitude !!!!

blink.gifblink.gif

Moi qui était étonné d'en avoir presque 10°C sur 350m d'altitude !!!

whistling.gifwhistling.gifwhistling.gif

Modifié par dada

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