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    Dynamique stratosphérique

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    Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Sam 16 Fév - 15:56

    J'ai déjà créer le sujet, proposez déjà les différentes choses que vous voulez savoir sur la stratosphère et ses analyses Wink

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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Emmsoleil le Sam 16 Fév - 17:52

    Et bien on va commencer tout simplement... Very Happy

    * Qu'est ce que la stratosphère ?

    Je connais évidemment mais pour le lecteur lambda ce serait bien de redéfinir déjà l'ensemble ?

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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Sam 16 Fév - 18:01

    Une fois que les bases des bases seront posées, je poserai mes questions plus précises ! Wink
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Sam 16 Fév - 19:09

    Bon allez, j'ai un peu le temps, donc pour commencer définition de la stratosphère .

    Généralitées

    C'est une couche de l'atmosphère, située entre 9 km (aux pôles) et 20 km (à l'équateur) pour sa base et 45 à 60 km pour sa limite supérieur que l'on nomme la stratopause.

    La base de la stratosphère commence donc au dessus de la tropopause qui marque la transition entre la troposphère et la stratosphère . On définit en général cette transition par la cassure du profil vertical thermique moyen de l'atmosphère:



    En fait, chaque couche est définit par une cassure de ce profil de température . Dans notre cas, la température en troposphère subit une baisse (en moyenne) constante jusqu'à 8-9 km d'altitude pour les pôles et 18 -20 km pour l'équateur. Ensuite la température adopte un profil isotherme ( elle ne varient quasiment plus sur une certaine épaisseur ) puis repart à la hausse.

    La couche isotherme, celle ou la température ne diminue plus, mais n'augmente pas franchement non plus, est due à un apport de chaleur par conduction de la couche d'ozone au dessus .
    Ensuite, vers la moyenne et haute stratosphère la couche d'ozone qui s'y trouve réchauffe plus fortement l'air. Elle est responsable du profil croissant de température jusqu'à la stratopause .

    La pression dans la stratosphère est également plus basse que celle en troposphère . Ceci est logique,car plus on monte plus la pression diminue car la gravité force l'atmosphère à être attiré vers le bas . L'essentiel de la masse est donc en basse atmosphère .

    L'ozone stratosphérique

    Vous l'aurez remarqué sans doute, mais la stratosphère est la couche qui contient l'ozone ( ozonosphère ). Cette couche est produite par des réactions chimique associées au rayonnement solaire .

    Pour faire simple : vous prenez une molécule de dioxygène ( 2 atomes d'oxygène : 02), et vous vous mettez assez haut pour recevoir un rayonnement solaire très énergétique. Vous attendez que le rayonnement divise cette molécule et libère les 2 atomes... Les atomes d'oxygène sont très peureux . Il ne restent jamais seul et cherchent toujours a se rattacher à une autre molécule . Un des 2 atomes libérés s'attachera a une autre molécule de dioxygène formant une nouvelle molécule : L'Ozone -> 03 .

    C'est cette réaction qui produite l'ozone dans la stratosphère, couplée à une autre réaction naturelle destructrice, qui s'équilibrent pour que l'ozone ne soit pas trop important, ni déficitaire ( Malheureusement nous les humains on fout un peu le bordel la dedans en bombardant l'atmosphère de plein d'autres molécules qui se rangent du côté des destructeurs d'ozone ).

    La circulation Meridienne de Brewer-Dobson en stratosphère

    Etant donné que le rayonnement solaire qui arrive toute l’année est bien plus énergétique aux tropiques et à l'équateur, qu'aux pôles, les 3/4 de l'ozone sont fabriqués dans la stratosphère tropicale . Étrangement, la stratosphère tropical, malgré son usine à fabrication d'ozone, en possède moins que les pôles en moyenne .
    L'explication est qu'il existe une circulation qui redistribue l'ozone dans toute la stratosphère ( avec une concentration en ozone maximale en moyenne et haute stratosphère ) : C'est la circulation de Brewer-Dobson ( bien plus active dans l'hémisphère d'hiver ).



    L'oscillation quasi-Biennale


    C'est une oscillation qui se met en place dans la stratosphère tropicale , et qui alterne entre une phase Ouest, et une phase Est des vents zonaux stratosphérique .
    Les différentes phases se propagent par le haut, d'environ 30 km, vers le bas jusqu'à peu près 20 km.



    Les vents d'Ouest en Rouge et d'Est en bleus . On remarque bien les différentes phases et leur propagation vers le bas qui alternent entre elles sur une durée d'environ 25 mois à chaque fois .

    Lors de la phase d'Est de la QBO , la circulation de Brewer-Dobson est accélérée, mais ralentie si la QBO est en phase d'Ouest .

    Cette oscillation est assez complexe et n'a pas encore révélé tout ses secrets . On peut simplement dire qu'elle est dut à une propagation des ondes de gravité et de certaines autres Ondes plus énergétiques, vers le haut . Ces dernières proviendrait de la convection tropicale . Ces ondes une fois propagées vers le haut, déferleraient en moyenne stratosphère, causant l'inversement et la propagation des vents zonaux vers le bas .

    Voilà ce qu'on pouvait dire pour faire un rapide tour d'horizon de la stratosphère . Razz
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Sam 16 Fév - 19:43

    Merci déjà pour cette approche illustrée et que je trouve bien expliquée ! Smile

    Je poserai mes questions demain, en attendant je retourne à mes devoirs ! Razz Wink
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Sam 16 Fév - 19:49

    Acrid33 a écrit:Merci déjà pour cette approche illustrée et que je trouve bien expliquée ! Smile

    Je poserai mes questions demain, en attendant je retourne à mes devoirs ! Razz Wink

    J'aborde cela progressivement Razz Je n'ai pas envie de perdre certains membre en route, donc j'y vais tout doux Smile

    J'ai déjà parlé de ce qu'est la stratosphère en moyenne, avec ses circulations permanentes ( QBO etc.. ).
    Un autre jour je parlerais des choses plus précises qui ne sont pas permanentes comme le Vortex polaire et les SSW ( qui disparaissent tout les 2 en été ) lol!
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Sam 16 Fév - 19:56

    Yep, pour ça que je ne pose pas mes éventuelles questions de suite, car j'attends que d'autres confirment qu'ils ne sont pas largués justement ! Wink
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Emmsoleil le Sam 16 Fév - 22:27

    Pour moi c'est parfait, très bon début! Very Happy
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Dim 17 Fév - 10:01

    So, allons y gaiement pour la suite Wink Razz

    Notre stratosphère voit arriver chaque année son ami le Vortex polaire stratosphérique, au pôle de l'Hémisphère d'Hiver. Elle le voit aussi partir chaque année au pôle de l’hémisphère d'Eté lol!

    Le vortex polaire stratosphérique

    Pour visualiser ce que c'est que ce VPs ( Vortex polaire stratosphérique ), ce n'est pas bien compliqué . C'est une grosse masse d'air froid qui tourne dans le sens cyclonique en basse et moyenne stratosphère au pôle de l'hémisphère d'Hiver .



    Le VPs antarctique est beaucoup plus stables et durable que celui du Pôle Nord. Ceci est due au fait que dans l’hémisphère Sud, la distribution des terres et des montagnes est plus homogène. L'activité ondulatoire est donc moins forte, et il sera d'autant plus difficile de dérangé la bonne forme du Vps antarctique .

    Si vous avez suivit l'explication sur pourquoi la strato' se réchauffe avec l'altitude, vous comprendrez pourquoi lors de l'hiver de la nuit Polaire, ce n'est plus le cas .
    La stratosphère se réchauffe "normalement" grâce à l'absorption des Uvs par l'ozone. Cela ne marche que s'il y'a du soleil . Lors de la nuit polaire, la stratosphère n'absorbe plus d'Uvs et donc se refroidit considérablement .
    Cela forme donc une grosse masse d'air froid qui s'effondre ( le froid c'est dense Razz ). Par la relation du vent thermique pour ceux qui connaissent , on à la formation de vent d'ouest en périphérie du Vps .
    Voilà comment on se retrouve avec une zone glaciale dans la stratosphère polaire qui tourne sur elle même cycloniquement .

    Les effets du vortex polaire sur le trou de la couche d'ozone


    Le trou de la couche d'ozone est perceptible en Hiver et au printemps seulement . Cela tient au fait qu'il est dut au vortex polaire qui, combiné à nos largage de molécule destructrice, condamne l'ozonosphère à voir apparaître un trou ( essentiellement dans l’Hémisphère sud d’ailleurs, là ou le Vps est le plus puissant ).
    En effet, ces molécules atteignent en quelque années de très hautes altitudes ou elles sont transformées par le rayonnement et d'autre processus chimique, et libèrent du chlore , du brome et d'autre variétés qui sont des ennemis jurés de l'ozone.

    Maintenant que ces agents chimiques sont libérés il leur faut être activés. D'abord, quand il fait suffisamment froid ( -80° ), des nuages stratosphériques polaire se forment . Ils permettent alors de capturer sur leurs cristaux de glace nos agents destructeurs. Ils seront libérés efficacement lorsque la fin de l'hiver arrivera... Effectivement, le rayonnement solaire va permettre de libérer ces molécules dès son retour vers la fin de l'hiver/début printemps ( ceci explique que le trou de la couche d'ozone ait lieu fin de l'hiver/ début printemps ). Une activation photochimique va permettre à ces molécules de réagirent avec l'ozone, de façon à le détruire de manière efficace .

    Vers la fin du printemps, la stratosphère se réchauffe et les nuage stratosphérique polaire disparaissent, ce qui laisse nos agents destructeurs sous forme dite inerte. La destruction de l'ozone s'arrête, en attendant la fin de l'hiver prochain ...

    Notre Vps rassemble donc des conditions idéale pour détruire l'ozone :
    1 ) Des température glaciale, puis l'arrivé d'un rayonnement solaire important fin de l'Hiver .
    2 ) Il isole la masse d'air polaire et empêche que du nouvel ozone soit importé des tropiques, ce qui réduirait considérablement le processus de destruction de l'ozone .
    3 ) Le réchauffement du Vps au printemps conduit a la destruction du Vps , au réchauffement de l'air et donc a la disparition des nuages stratosphérique . Cela conduit aussi a un nouvel apport en ozone venant des tropiques : la couche d'ozone se répare .

    Tout cela explique pourquoi le trou dans la couche d'ozone est effectif au pôle sud essentiellement, et pourquoi il est seulement présent fin hiver/ début printemps .



    EDIT : Pour les curieux voici le processus chimique de destruction de l'ozone :

    1 ) La molécule de dioxygène ( 02 ) est divisé en 2 atomes d'oxygène ( 0 ).
    2 ) Un Atome d'oxygène ( 0 )se combine à du dioxygène ( 02 ) pour formé l'ozone ( 03 ).
    3) Cette réaction s'accompagne d'une perte de masse, libérée sous forme d'énergie cinétique d'agitation moléculaire ( ce qui explique le gradient positif de température en stratosphère ).
    4) Les molécule d'ozone formé sont à nouveau détruite par le rayonnement ce qui amène a l'apparition de dioxygène et d'un atome d'oxygène, a nouveau.

    Ceci est un processus naturel de destruction de l'ozone .

    L'autre processus qui détruit l'ozone au pôle et forme le trou est d'origine anthropique :

    1 ) Une molécule à base de chlore ou de Brome fusionne avec une molécule d'ozone. L'agent destructeur arrache un atome d'oxygène à l'ozone , puis en chope un 2e.
    2 ) Après une certaine réaction, on aboutit à la la fusion d'un atome d'oxygène avec une molécule d'ozone .
    3 ) On arrive donc à la destruction de la molécule d'ozone, alors que notre agent destructeur n'est pas consommé par la réactions chimique catalytique . On a donc une grosse domination des molécules destructrices dans le tas .
    Il n'ya pas photo, l'ozone ne résiste pas longtemps tant que la situation perdure .
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mar 19 Fév - 17:07

    Je suis en train de réfléchir comment je vais exposer le centre du sujet des SSW , car y'a pas mal de maths quand on rentre dans des explications plus approfondies Embarassed Embarassed

    Par exemple le flux d'Eliassen-Palm ce n'est quasi que des maths, je pense que ça je vais laisser tombé Rolling Eyes Embarassed

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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Mar 19 Fév - 17:23

    PassionMétéo a écrit:L'autre processus qui détruit l'ozone au pôle et forme le trou est d'origine anthropique :

    1 ) Une molécule à base de chlore ou de Brome fusionne avec une molécule d'ozone. L'agent destructeur arrache un atome d'oxygène à l'ozone , puis en chope un 2e.
    2 ) Après une certaine réaction, on aboutit à la la fusion d'un atome d'oxygène avec une molécule d'ozone .
    3 ) On arrive donc à la destruction de la molécule d'ozone, alors que notre agent destructeur n'est pas consommé par la réactions chimique catalytique . On a donc une grosse domination des molécules destructrices dans le tas .
    Il n'ya pas photo, l'ozone ne résiste pas longtemps tant que la situation perdure .

    Merci, j'ai enfin eu le temps de lire ton exposé ! Du moins cette partie, je n'avais pas encore eu le temps. ^^

    Pour cette dernière explication, entre le 2) et le 3) je ne comprends pas très bien...Comment la molécule d'ozone disparaît ? Parce qu'elle se fait "bouffer" par les autres Question scratch
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Mar 19 Fév - 17:25

    PassionMétéo a écrit:Je suis en train de réfléchir comment je vais exposer le centre du sujet des SSW , car y'a pas mal de maths quand on rentre dans des explications plus approfondies Embarassed Embarassed

    Par exemple le flux d'Eliassen-Palm ce n'est quasi que des maths, je pense que ça je vais laisser tombé Rolling Eyes Embarassed


    Bah je ne sais pas, tu ne peux pas expliquer au moins dans un premier temps les mécanismes globaux (dans les grandes lignes) ? Et à la limite rajouter quelques formules seulement si nécessaire ?
    Moi, dans les formules mathématiques, tant que tu précises à quoi correspond chaque lettre de la formule alors je suis ! Wink
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mar 19 Fév - 18:24

    Acrid33 a écrit:
    PassionMétéo a écrit:L'autre processus qui détruit l'ozone au pôle et forme le trou est d'origine anthropique :

    1 ) Une molécule à base de chlore ou de Brome fusionne avec une molécule d'ozone. L'agent destructeur arrache un atome d'oxygène à l'ozone , puis en chope un 2e.
    2 ) Après une certaine réaction, on aboutit à la la fusion d'un atome d'oxygène avec une molécule d'ozone .
    3 ) On arrive donc à la destruction de la molécule d'ozone, alors que notre agent destructeur n'est pas consommé par la réactions chimique catalytique . On a donc une grosse domination des molécules destructrices dans le tas .
    Il n'ya pas photo, l'ozone ne résiste pas longtemps tant que la situation perdure .

    Merci, j'ai enfin eu le temps de lire ton exposé ! Du moins cette partie, je n'avais pas encore eu le temps. ^^

    Pour cette dernière explication, entre le 2) et le 3) je ne comprends pas très bien...Comment la molécule d'ozone disparaît ? Parce qu'elle se fait "bouffer" par les autres Question scratch

    Bon on va prendre la formule chimique pour expliqué :

    X + O3 → XO + O2 (Une molécule à base de chlore ou de Brome fusionne avec une molécule d'ozone).
    O + XO → X + O2
    O + O3 → 2O2 (Après une certaine réaction, on aboutit à la la fusion d'un atome d'oxygène avec une molécule d'ozone ).


    X est un agent chimique destructeur .
    03 c'est l'ozone .
    XO c'est l'agent chimique qui fusionne avec un atome d'oxygène.
    0 c'est l'atome d'oxygène.
    02 c'est le dioxygène.
    2O2 c'est 2 molécule de dioxygène.

    La molécule d'ozone ( O3 ) disparaît dans la mesure ou elle perd de ses atomes dans la réaction chimique . Ce n'est donc plus la même molécule.

    C'est bon ? Razz
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Mar 19 Fév - 18:31

    Oui c'est bon, pigé, merci ! Smile Wink
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mar 19 Fév - 18:33

    Acrid33 a écrit:Oui c'est bon, pigé, merci ! Smile Wink

    C'est la formule de base dans la destruction de l'ozone Wink Y'en a d'autre mais la principale est celle là Razz

    Du coup on est rentré dans la chimie là lol!

    Je reprendrais prochainement aux SSW, histoire de revenir à la stratosphère Razz
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mer 20 Fév - 14:35

    Venons en au vif du sujet, les SSW ( réchauffement stratosphérique soudains, en français ).

    Généralités

    Il n'est pas difficile d'en déduire que ce sont des évènements dans lesquels la stratosphère se réchauffe de manière plus ou moins prononcée .

    Déjà, on distingue 2 types de SSWs différents :

    - Les mineurs qui sont des réchauffements qui ne sont pas très importants , qui peuvent parfois être avortés et qui ne renversent pas ( ou presque pas ) les vents zonaux en stratosphère ( qui sont d'Ouest pour un VPs concentré ) .
    Le gradient thermique général n'est pas renversé lors des SSWs mineur.

    - Les majeures, qui sont beaucoup plus costauds . Il provoquent un renversement des vents zonaux ( qui passent de vents d'Ouest, à vent d'Est ) et un renversement du gradient thermique ( on passe de Froid/chaud [1] pour un VP concentré à Chaud/froid [2] pour un vortex explosé ).
    Les termes de chaud et froid étant relatif tout de même ^^

    1)


    2)


    Pourquoi la stratosphère subit des coups de chaud ?

    Cela provient du fait que l'atmosphère est très ondulatoire . Quand des ondes de grandes proportions pénètrent dans la stratosphère , l'apport de chaleur ( eddy heat flux ) par ces dernières provoquent un réchauffement du VPs.
    Plus l'eddy heat flux est important, plus le transport de chaleur entre deux niveaux de pression est rapide. Cela représente donc bien la propagation des ondes. Pour rappel une onde transporte de l’énergie.
    Il y'a aussi un apport de flux de mouvement ( eddy momentum flux ) qui n'est pas à négligé.
    En gros, cela représente l'apport de mouvement zonal du vent par la direction méridienne ( Nord/sud ) . La convergence des momentum flux signifie que le flux zonal décelère , inversement pour la divergence des flux de moment .

    Pour en revenir à nos moutons, il existent plusieurs type d'onde :

    L'onde n°0 qui correspond à un Vps au top de sa forme. Il n'ya ( quasiment ) pas d'ondulations à sa périphérie d'ou le 0 pour précisé qu'il n'y a aucune onde majeure.

    L'onde n°1 correspond à une répartitions de 1 creux et 1 dorsale qui alternent.
    L'onde n°2 correspond à une répartitions de 2 creux et 2 dorsale qui alternent .



    Celà peut monter ainsi jusqu'à des ondes n°7 en troposphère, et des onde n°3 en stratosphère .

    Quand des ondes débarquent en stratosphère, cela peut soit venir d'un forçage par le haut de la stratosphère, soit d'un forçage par le bas de la troposphère . Une fois que cette ou ces ondes ont libérées leur énergie dans la stratosphère, cette dernière va se réchauffée . Ce réchauffement en un point de la stratosphère conduit ce point à être plus chaud que l'air alentour . Cela forme une bosse ( haut géopotentiel ) et donne naissance à des vents anticyclonique autour du point de chauffage ( d'après la relation du vent thermique, le vent souffle toujours dans la direction telle qu'il laisse ainsi le froid à sa gauche et le chaud à sa droite ).
    On à un anticyclone stratosphérique qui se forme . Dans les SSw majeur, cet anticyclone ( ce réchauffement ) se généralise à tout le VPs qui disparaît et laisse place à un anticyclone polaire stratosphérique avec des vents d'Est et un inversement du gradient thermique généralisé .

    Cf :



    Pour expliquer la propagation sur la vertical des ondes atmosphérique on à affaire à 2 modèles qui marchent tout les 2 : le modèle barotrope (conservation du tourbillon absolu) ou le modème barocline (conservation du tourbillon potentiel et mouvements verticaux) .

    J'ai pris les carte de T10 pour montrer le gradient thermique qui change, mais en principe on regarde d'autre carte plus importante pour analyser un SSw ( Z10, eddy heat flux ..).

    Les différents impacts des SSw sur le Vps

    Suivant le type de SSW , ce réchauffement peut favoriser soit un displacement event ( (a) faire déplacer le VPs ), soit un splitting event ( b) coupé le VPs en 2 ) Razz



    On peut aussi avoir des cas avortés de réchauffements ( mineurs )comme dits plus haut, dans lequel cas les ondes vont se contenter de déferler à la périphérie du vortex , entretenant ainsi ce dernier , voir même en le renforçant . Cette zone en périphérie du vortex polaire s'appelle aussi la surf zone .

    Les impacts en troposphère lorsque l'on a un splitting event ne sont pas les mêmes que lorsque l'on a un displacement event . Le displacement tend a fovoriser un régime zonal en troposphère ( tout comme le VPs concentré), alors que le splitting event favorise les flux méridiens ( d'ou le fait d'avoir plus de chance d'avoir une vague de froid etc..).

    Pour aujourd'hui ce sera tout, mais je n'ai pas encore fini lol!


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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Agecanonix le Mer 20 Fév - 15:19

    PassionMétéo a écrit:
    Acrid33 a écrit:
    PassionMétéo a écrit:L'autre processus qui détruit l'ozone au pôle et forme le trou est d'origine anthropique :

    1 ) Une molécule à base de chlore ou de Brome fusionne avec une molécule d'ozone. L'agent destructeur arrache un atome d'oxygène à l'ozone , puis en chope un 2e.
    2 ) Après une certaine réaction, on aboutit à la la fusion d'un atome d'oxygène avec une molécule d'ozone .
    3 ) On arrive donc à la destruction de la molécule d'ozone, alors que notre agent destructeur n'est pas consommé par la réactions chimique catalytique . On a donc une grosse domination des molécules destructrices dans le tas .
    Il n'ya pas photo, l'ozone ne résiste pas longtemps tant que la situation perdure .

    Merci, j'ai enfin eu le temps de lire ton exposé ! Du moins cette partie, je n'avais pas encore eu le temps. ^^

    Pour cette dernière explication, entre le 2) et le 3) je ne comprends pas très bien...Comment la molécule d'ozone disparaît ? Parce qu'elle se fait "bouffer" par les autres Question scratch

    Bon on va prendre la formule chimique pour expliqué :

    X + O3 → XO + O2 (Une molécule à base de chlore ou de Brome fusionne avec une molécule d'ozone).
    O + XO → X + O2
    O + O3 → 2O2 (Après une certaine réaction, on aboutit à la la fusion d'un atome d'oxygène avec une molécule d'ozone ).


    X est un agent chimique destructeur .
    03 c'est l'ozone .
    XO c'est l'agent chimique qui fusionne avec un atome d'oxygène.
    0 c'est l'atome d'oxygène.
    02 c'est le dioxygène.
    2O2 c'est 2 molécule de dioxygène.

    La molécule d'ozone ( O3 ) disparaît dans la mesure ou elle perd de ses atomes dans la réaction chimique . Ce n'est donc plus la même molécule.

    C'est bon ? Razz

    Il va très certainement falloir que tu révise Lavoisier. Les molécules qui disparaissent scratch


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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mer 20 Fév - 15:23

    J'avais bien dit que c'était pour simplifier, tout se transforme si tu veux Wink What a Face

    Mais en soit la molécule d'03 n'existe plus . Rien n'a disparu dans la réaction chimique non plus . Il y'a eut des transformations .
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Mer 20 Fév - 15:44

    Merci pour ta partie sur le SSW, perso, j'ai lu dans le bus en rentrant et j'ai tout compris ! Very Happy
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mer 20 Fév - 15:52

    Acrid33 a écrit:Merci pour ta partie sur le SSW, perso, j'ai lu dans le bus en rentrant et j'ai tout compris ! Very Happy

    C'est cool ça Smile De rien Very Happy

    T'as pas besoin de détails en plus ? J'ai toujours l'impression d'avoir pas assez marqué Laughing
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Mer 20 Fév - 15:54

    PassionMétéo a écrit:
    Acrid33 a écrit:Merci pour ta partie sur le SSW, perso, j'ai lu dans le bus en rentrant et j'ai tout compris ! Very Happy

    C'est cool ça Smile De rien Very Happy

    T'as pas besoin de détails en plus ? J'ai toujours l'impression d'avoir pas assez marqué Laughing

    Bah franchement, pour le moment, je ne vois pas de trucs qui mériteraient des questions de ma part, tu as bien détaillé ce qu'il y a à comprendre, je trouve ça bien expliqué...Si c'est le cas, je n'hésiterai pas t'inquiètes ! Wink
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Emmsoleil le Mer 20 Fév - 18:27

    PassionMétéo a écrit:
    Acrid33 a écrit:Merci pour ta partie sur le SSW, perso, j'ai lu dans le bus en rentrant et j'ai tout compris ! Very Happy

    C'est cool ça Smile De rien Very Happy

    T'as pas besoin de détails en plus ? J'ai toujours l'impression d'avoir pas assez marqué Laughing

    Très clair, bien expliqué c'est vraiment bien fait.

    Bravo !
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mer 20 Fév - 18:37

    Emmsoleil a écrit:
    PassionMétéo a écrit:
    Acrid33 a écrit:Merci pour ta partie sur le SSW, perso, j'ai lu dans le bus en rentrant et j'ai tout compris ! Very Happy

    C'est cool ça Smile De rien Very Happy

    T'as pas besoin de détails en plus ? J'ai toujours l'impression d'avoir pas assez marqué Laughing

    Très clair, bien expliqué c'est vraiment bien fait.

    Bravo !

    Merci Very Happy Very Happy
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Mer 20 Fév - 20:22

    Tiens j'ai trouvé 2 images sympa ^^

    Bon, le code couleur représente le PV sur la 850 K à 10 hpa, mais pour faire simple, le Vortex polaire est en bleue .
    Il se fait exploser à la suite d'un SSW majeur . Surtout que ça concerne le VPs de l'hémisphère sud, ça n'arrive pas souvent ^^



    La seconde image montre le lien entre Ozone et VPs dont nous avons parlé plus haut, donc juste histoire d'illustré je vous met cette image .
    Les faibles valeurs d'ozone sont en bleu foncé , les hautes en rose . On voit bien qu'un VPs concentré ( 2 premières images ) correspond à un très faible ozone, d'ou le trou .
    Ce dernier disparaît progressivement quand le VPs s’essouffle . Celà se passe aussi dans l'hémisphère Sud.

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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Ven 22 Fév - 11:25

    La NAM & l'AO

    Bon, pour aborder une autre partie du sujet il va falloir se familiarisé avec la NAM ( Northern Annular Mode )et l'AO ( oscillation arctique ) .
    Dejà, l'AO c'est la même chose que la NAM. Si vous voulez, l'AO est le reflet en surface de la dynamique de la haute troposphère et de la stratosphère ( sous entendu de la NAM ). Pour simplifié on dit souvent qu'on utilise l'AO pour la troposphère et la NAM pour la stratosphère.

    L'AO est un EOF qui détermine la variation de pression entre le pôle et 20° de latitude. Lorsque le gradient est supérieur à un niveau définit au préalable entre le Pôle et 20°, l'AO est dans sa phase positive .
    Inversement, elle est dans sa phase négative si le gradient de pression est plus faible .

    Pour le NAM, c'est aussi une oscillation caractérisé par des changement nord-sud de masse atmosphérique ( donc de pression ).
    Concrètement, un NAM positif représente des géopotentiels plus bas au pôle et plus élevés au moyenne latitudes.
    La phase positive correspond aussi à une anomalie positive des vents d'Ouest au moyenne latitude . ( Logique car le gradient Nord/sud de pression est plus fort ). Cela a tendance à favorisé le Zonal et le flux de Sud-ouest.

    Une anomalie négative signifie que que les géopotentiels au pôles sont plus élevées, et plus bas au moyenne latitudes. Cela conduit le gradient de pression à diminuer, le jet ralenti et favorise les oscillations méridiennes. C'est pour celà que des décrochages de NAM - sont intéressant à suivre pour les hivernophiles lorsqu'ils se propagent jusqu'en basse troposphère.
    Quand on parle de décrochages, on parle de la propagation vers le bas des anomalies + / - du NAM.



    Une illustration de la NAM avec cette image ( c'est pareil pour l'AO).
    A gauche une NAM +, à droite une NAM - .

    Quelle différence y'a t'il entre l'AO, la NAM et la NAO ?

    Pratiquement aucune Laughing

    C'est un tout, mais a différentes échelles ou altitudes .
    La NAO est un vision locale de l'AO, et l'AO c'est la même chose que la NAM, mais en troposphère . ( Petite précision quand même, l'AO est calculé par un différentiel pression/géopotentiel Pôle/20° alors que la NAM c'est pôle/50°).
    Après il peut y'avoir des cas hybrides ou l'on a une NAM positive, mais une AO négative . Cela arrive quand la NAM n'arrive plus à se propager vers le bas .

    On peut voir de tels cas ici :



    En bleu ce sont les valeurs positives de NAM, en rouge les Négative .
    Sur l'axe de gauche, l'altitude en coordonnées de pression.
    L'axe zonal montre l'axe temporel d'octobre à avril .

    Je pense donc que vous aurez compris qu'un Vortex polaire concentré est lié à du NAM positif. Le gradient de température/pression entre le pôle et 20° et fort et conduit à un fort jet et un flux d'Ouest dominant ce qui rend difficile l'opportunité des vagues de froid à déboulé vers le sud.
    Lors des puissants SSW, le vortex est affaibli et donc le gradient de température/pression entre le pôle et 20° est diminué, d'ou l'apparition d'un NAM qui devient négatif. Ainsi le jet ralenti, les mouvement méridiens ( poussées subtropicales, mais aussi coulées polaire ) sont favorisés.


    Tout cela marche bien lorsque la NAM et l'AO sont corrélés ( donc lorsque la NAM se propage bien jusqu'en basse troposphère. En général c'est le cas lorsque l'on a de puissant SSW ou un puissant VPs) .
    Dans les phase de transitions d'une NAM + vers une NAM - par exemple, il faut un temps ( environs deux semaines ) pour que la basse et moyenne stratosphère et la troposphère soient corrélés . Enfin, il existe aussi des cas ou la NAM ne se propage plus à un certains niveau , et là ça devient compliqué Laughing Car il ne faut pas oublié qu'il y'a des facteurs externes à tout ça qui jouent dans le tas aussi et peuvent ne plus rendre cohérent ce qu'on vient de dire jusqu'à présent ( facteurs interne à l'atmosphère bien sur, mais externe au Vps. Par exemple la MJO, la PNA..). Vous voyez donc que tout ceci est assez complexe et j'ai donc légèrement vulgarisé la chose pour que ça soit plus clair pour tout le monde Wink

    Voilà, j'en ai un peu chier pour rendre tout ça le plus clair possible lol! Razz


    Dernière édition par PassionMétéo le Dim 24 Fév - 11:19, édité 1 fois
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Ven 22 Fév - 18:23

    Bon allé aujourd'hui je suis motivé, je vous fait encore un petit post sur le Downward control ( le contrôle basse fréquence ) de la stratosphère sur la troposphère, et sur le flux d'Eliassen Palm.

    Le Downward Control

    C'est encore un sujet qui est soumis à beaucoup de recherches, et dont tout n'est pas compris . Il existe plusieurs théorie pour expliqué comment ce qui se passe en stratosphère peut influencé ce qui se passe en troposphère .
    Parfois il arrive que la stratosphère et la troposphère soit complètement déphasée . Par exemple, il peut y'avoir beaucoup de mouvement méridiens en troposphère malgré un vortex polaire concentré en stratosphère( Décembre 2010 par exemple, ce mois là l'atmosphère avait complètement pété un câble Laughing ).

    Les théories ne sont pas faciles à expliquée car basé sur beaucoup de maths . Allons y gaiement lol!

    - On a premièrement la théorie qui parle de la réfraction des ondes.
    Le downward Control pourrait être dut à la modification de la réfraction des ondes planétaires au niveau de la tropopause suite à une modification du cisaillement vertical du vent.

    - Deuxième théorie, ce pourrait être dut a une modification de flux de moments turbulents ( eddy momentum flux).
    Dans les écrits scientifique cette hypothèse peut meme être désignée comme the downward control .

    - Dernière hypothèse qui aurait une contribution plus faible que les autres . Ce serait une redistribution de masse entre stratosphère et troposphère, ce qui aurait comme conséquence de modifié les pressions de surface.

    Quand on fouille dans la littérature scientifique on remarque l'hypothèse 1&2 semblent les plus pertinentes à l'heure actuelle, car je le rappel c'est toujours un sujet de recherches.

    Comme on l'a déjà vu plus haut, une convergence des flux de moments ( eddy momentum flux ) provoque une décélération du flux zonal . Cela favorise les mouvements méridiens en troposphère.
    Donc, d'après cette convergence des flux de moments, la diminution du flux zonal est compensée, via la force de coriolis , par des mouvements méridiens .

    C'est ce que représente cette équation : d(u) / dt = f * v - d( moyenne zonale(v' * u') )/dy

    Je n'ai pas les moyens de vous expliquer l'équation en détails car il faudrait faire un cours entier sur les maths, mais ici on dérive le vent zonal par rapport au temps ce qui donne : coriolis multiplier par les mouvements méridiens soustrait à la dérivée par rapport à l'axe méridien de la moyenne zonal de la dérivée du flux méridien multiplié par la dérivée du flux zonal. alien alien alien alien

    Mais cette équation est résumé plus simplement par la phrase que j'ai mise en gras plus haut Razz

    On remarque ainsi que les flux de moments ont un rôle important dans le downward control . Mais ils ne représentent pas 100 % de sa cause.
    On avait parlé quelque lignes plus haut que le downward control est aussi dût a priori en partie à la réfraction des ondes à la tropopause .

    Les 2 choses que j'ai soulignées sont intimement liées entre elles . Pour certaines raisons, l'indice de réfraction à la tropopause peut être modifié . Pour ceux qui ne connaissent pas , l'indice de réfraction ( n²) est quelque chose d'assez utilisé en étude ondulatoire . La réfraction désigne ici, le changement de direction de la propagation d'une onde . Les ondes sont réfléchies vers les régions ou n² est plus grand.

    Cette modification de l'indice de réfraction génère un forçages des EP flux ( flux d'Elliassen Palm )qui explique la convergence élevée des flux turbulents de moments ( eddy moment flux ).

    Il n'est donc plus étonnant que les SSW, après un certains temps, font sentir leurs effets en troposphère, puisque ce sont des ondes qui transportent et font varié le eddy momentum flux et impact l'indice de réfraction .


    Le flux d'Eliassen Palm ( EP flux )


    Ce qui m'avais fait bien rire à l'époque, c'est quand on m'a dit que lorsqu'Eliassen et Palm avaient sortie leur papier dans les années 70, ils n'étaient même pas sur d'avoir compris ce qu'il avaient trouvé Laughing
    Enfin bref, vous connaissez je pense un minimum à quoi ressemble l'activité ondulatoire de l'atmosphère ?
    Cette activité ondulatoire est un élément essentiel pour l'atmosphère afin qu'elle puisse essayé de tendre vers un équilibre . Grosso modo, cela transport de la température et du moment ( le déplacement du vent ). Chaud vers le Nord, et froid vers le Sud pour la température . Pour le moment, il y'a un transport vers le Nord du moment cinétique car la terre tourne plus vite a l'équateur qu'aux pôles . Enfin bref .

    Je vous assure que j'ai peur pour vous balancer l'EP dans la tronche parceque c'est du lourd Embarassed
    Imaginez que l'on fait une moyenne zonal climatologique ( Acriid Razz ) à une certaine latitude . Sur une échelle de quelque jours ( haute fréquence ) on voit apparaître des perturbations de cette moyenne à cause des ondes .
    Ces écartes de notre moyenne sont indiqué grâce à une apostrophe ('). Par exemple v' c'est l'écart du vent méridional par rapport à la moyenne du vent zonale .

    C'est à peu près sur ces bases que niche l'EP flux .
    C'est un vecteur qui à une composante vertical & méridional . Ici on va dire qu'il n'a pas de composante zonal .

    On est obligé de représenter cela par une équation méridienne ( Fy) et vertical ( Fp ) :

    Fy = - v’ * u’
    Fp = f * v’ * θ’/θp


    Fy représente le eddy momentum flux en cher et en équation Laughing L'équation représente l'anomalie de vent zonal ( u') transportée par l'anomalie de vent méridien ( -v').

    Passons au second, c'est l'eddy heat flux , toujours en cher et en équation Laughing L'équation représente l'anomalie de température potentielle ( le "heat" notée θ’/θp ) transportée par l'anomalie du vent méridional ( v').

    Celà permet très efficacement d'analyser l'activité ondulatoire atmosphérique .
    Maintenant qu'on à le squelette de l'EP flux, on notera qu'il à une propriétés très intéressante, c'est sa divergence et sa convergence .

    ∇.F = d (Fy)/dy + d(Fp)/dp

    C'est l'équation de la divergence . Si l'on à un résultat négatif, cela représente une convergence.
    Pour les connaisseurs, vous aurez remarqué au début de l'équation le nabla (∇) produit scalaire de F qui représente effectivement la divergence de F.
    Ce F représente une force zonal de l'état moyen qui regroupe tout les effet de la turbulence ( eddy heat flux + eddy momentum flux ). En gros, une convergence de l'EP aura un effet de décélération sur le flux zonal. Une divergence de l'EP aura tendance a accéléré le flux zonal .

    Ce vecteur EP a quand même des limites malgré sa complexité que vous aurez peut être remarquée ( lol! ), c'est qu'il n'est pas efficaces pour certaines ondes ( par exemple les déferlements ).

    L'EP est souvent représenté par des shémas variés . Ici un exemple :



    En ordonnée il y'a l'altitude en coordonnées de pression, en absices la latitude .
    Le bleu représente la convergence du flux d'EP, et le rouge représente sa divergence . Ici on à donc une convergence de l'EP flux vers 500 hpa et 50° N, ce qui va ralentir le flux zonal à ce niveau de pression et à cette latitude .

    J'espère que je ne vous ai pas perdu en route Embarassed Razz Razz En tout cas de mon côté :

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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Ven 22 Fév - 22:10

    Bon, la toute dernière partie j'ai eu un peu plus de mal en une seule lecture, mais j'ai déjà compris à quoi servait cet indice (tout comme le premier), c'est l'essentiel. ^^

    Pour ton premier post, moi perso je le savais déjà le principe de l'AO, etc. La seule chose que je ne connaissais pas c'était le sigle de "NAM" en fait ^^.

    Tu as bien précisé que la NAO (tout comme d'autres indices) reposait sur le même principe que l'AO mais à une échelle plus régionale...Je rajouterais au cas où, pour ceux qui ne le connaîtraient pas ou peu, qu'il s'intéresse aux différences (ou "variations") de pressions entre Açores et Islande, expliquant sa relative utilité dans nos contrées ouest-européennes. ^^


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    L'année 2014 à Bordeaux-Mérignac :
    Tmm : 15,0° (+1,2°) / Extrêmes : -4,3° le 29/12 & 35,3° le 17/07 / Cumul RR : 990,5 mm (+4,9%) / Soleil : 2119,3 h (+4,1%)
    Gelée : 7 jours / Tx>25° : 83 jours / Tx>30° : 10 jours / Orages : 43 jours / Rafales>57 km/h : 42 jours (max : 102,6 km/h le 28/02)

    L'année 2014 au Cap-Ferret :
    Tmm : 15,7° (+1,5°) / Extrêmes : -3,1° le 29/12 & 38,0° le 17/07 / Cumul RR : 898,9 mm (+20,7%) / Soleil : 2346,3 h (+7,4%) / Gelées : 3 jours
    Tx>25° : 71 jours / Tx>30° : 5 jours / Orages : 25 jours / Rafales>57 km/h (>100 km/h) : 92 jours (13 jours) (max : 142,6 km/h le 03/03)
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Ven 22 Fév - 22:18

    Ouaip Wink

    La NAO et tout ça ce sont tous des EOFs ( fonction empirique orthogonal ). C'est a dire en gros, pour nos contrées, on regarde les récurrences des différentes synoptiques que peut adopter la configuration synoptique sur l’Europe de l'Ouest et l'Atlantique. On remarque qu'il y'a 4 régimes qui ressorte : NAO + / - , blocage et dorsale atlantique .
    Ce sont tout les 4 des EOFs.

    Après on peut faire la même chose à l'échelle hémisphérique et les EOFs qui ressortent sont l'AO +/- , le DA ( dipole arctique) etc..

    Razz
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  Acrid33 le Ven 22 Fév - 22:45

    Yep, les 4 régimes que tu distingues je les ai potassé dans un bouquin de météo que j'avais emprunté, mais comme j'en avais emprunté plusieurs à la suite, du coup je ne sais plus lequel c'était xD

    Bref, il y avait des cartes qui allaient avec avec les différents flux en troposphère expliqués pour l'Europe, c'était bien foutu car à la portée de débutants, tout en étant assez complet (pour l'analyse en troposphère du moins hein ^^).


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    -- Amoureuse inconditionnelle de la Nature, et surtout de l'océan, de la pignada et des grands espaces --


    L'année 2014 à Bordeaux-Mérignac :
    Tmm : 15,0° (+1,2°) / Extrêmes : -4,3° le 29/12 & 35,3° le 17/07 / Cumul RR : 990,5 mm (+4,9%) / Soleil : 2119,3 h (+4,1%)
    Gelée : 7 jours / Tx>25° : 83 jours / Tx>30° : 10 jours / Orages : 43 jours / Rafales>57 km/h : 42 jours (max : 102,6 km/h le 28/02)

    L'année 2014 au Cap-Ferret :
    Tmm : 15,7° (+1,5°) / Extrêmes : -3,1° le 29/12 & 38,0° le 17/07 / Cumul RR : 898,9 mm (+20,7%) / Soleil : 2346,3 h (+7,4%) / Gelées : 3 jours
    Tx>25° : 71 jours / Tx>30° : 5 jours / Orages : 25 jours / Rafales>57 km/h (>100 km/h) : 92 jours (13 jours) (max : 142,6 km/h le 03/03)
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    PassionMétéo
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    Re: Dynamique stratosphérique

    Message  PassionMétéo le Sam 23 Fév - 8:57

    Acrid33 a écrit:Yep, les 4 régimes que tu distingues je les ai potassé dans un bouquin de météo que j'avais emprunté, mais comme j'en avais emprunté plusieurs à la suite, du coup je ne sais plus lequel c'était xD

    Bref, il y avait des cartes qui allaient avec avec les différents flux en troposphère expliqués pour l'Europe, c'était bien foutu car à la portée de débutants, tout en étant assez complet (pour l'analyse en troposphère du moins hein ^^).

    Je ne sais pas de quel bouquin tu parle Razz Mais y'a les régimes de Cassou qui explicitent tout ça.
    Ici les 4 régimes qu'il a ressortis pour l'hiver :



    Et là les 4 qu'ils à ressortit pour l'été :



    Après suivant les chercheurs et leurs méthodes d'analyse qui diffèrent un peu, les résultats diffèrent un peu aussi, mais je trouve que la classification de Cassou représente bien la variabilité basse fréquence de l'atmosphère pour l'Europe de l'Ouest et l'Atlantique . Razz

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    Re: Dynamique stratosphérique

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