Une discussion sur la vapeur d’eau, l’humidité et le point de rosée, et la relation avec les précipitations

VAPEUR D’EAU:

L’eau est une substance unique. Elle peut exister sous forme liquide, solide (glace) et gazeuse (vapeur d’eau). L’évaporation est l’un des principaux moyens par lesquels la vapeur d’eau augmente dans l’atmosphère. L’eau liquide s’évapore des océans, des lacs, des rivières, des plantes, du sol et de la pluie tombée. Il peut y avoir beaucoup ou peu de vapeur d’eau dans l’air. Les vents dans l’atmosphère transportent alors la vapeur d’eau d’un endroit à l’autre. Une source importante de vapeur d’eau dans le Kentucky est le golfe du Mexique. La plupart de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère est contenue dans les premiers 10 000 pieds environ au-dessus de la surface de la terre. La vapeur d’eau est également appelée humidité.

HUMIDITÉ ABSOLUE:

L’humidité absolue (exprimée en grammes de vapeur d’eau par mètre cube de volume d’air) est une mesure de la quantité réelle de vapeur d’eau (humidité) dans l’air, indépendamment de la température de l’air. Plus la quantité de vapeur d’eau est élevée, plus l’humidité absolue est élevée. Par exemple, un maximum d’environ 30 grammes de vapeur d’eau peut exister dans un volume d’air d’un mètre cube avec une température d’environ 80 degrés. L’HUMIDITÉ SPÉCIFIQUE fait référence au poids (quantité) de vapeur d’eau contenu dans une unité de poids (quantité) d’air (exprimée en grammes de vapeur d’eau par kilogramme d’air). L’humidité absolue et l’humidité spécifique sont des concepts assez similaires.

HUMIDITÉ RELATIVE:

L’humidité relative (HR) (exprimée en pourcentage) mesure également la vapeur d’eau, mais RELATIVE à la température de l’air. En d’autres termes, c’est une mesure de la quantité réelle de vapeur d’eau dans l’air par rapport à la quantité totale de vapeur qui peut exister dans l’air à sa température actuelle. L’air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau (humidité) que l’air froid. Ainsi, pour une même quantité d’humidité absolue/spécifique, l’humidité relative de l’air sera plus élevée si l’air est plus frais et plus faible si l’air est plus chaud. Ce que nous « ressentons » à l’extérieur est la quantité réelle d’humidité (humidité absolue) dans l’air.

DEWPOINT:

Les météorologues considèrent couramment la température du « point de rosée » (au lieu de, mais analogue à l’humidité absolue) pour évaluer l’humidité, en particulier au printemps et en été. La température du point de rosée, qui fournit une mesure de la quantité réelle de vapeur d’eau dans l’air, est la température à laquelle l’air doit être refroidi pour que cet air soit saturé. Bien que les conditions météorologiques n’affectent pas tout le monde de la même manière, en général, au printemps et en été, les températures de point de rosée à la surface de l’eau se situent dans la cinquantaine et sont confortables pour la plupart des gens, dans la soixantaine, elles sont quelque peu inconfortables (humides) et dans les années 70, elles sont tout à fait inconfortables (très humides). Dans la vallée de l’Ohio (y compris le Kentucky), les points de rosée courants en été se situent entre 60 et 70 degrés. Des points de rosée atteignant 80 ou moins ont été enregistrés, ce qui est très oppressant mais heureusement relativement rare. Si le point de rosée donne une idée rapide de la teneur en humidité de l’air, ce n’est pas le cas de l’humidité relative, puisque celle-ci est relative à la température de l’air. En d’autres termes, l’humidité relative ne peut être déterminée à partir de la seule connaissance du point de rosée, la température réelle de l’air doit également être connue. Si l’air est totalement saturé à un niveau particulier (par exemple, la surface), alors la température du point de rosée est la même que la température réelle de l’air, et l’humidité relative est de 100 pour cent.

Relation entre le point de rosée et l’humidité relative et les nuages et la précipitation:

Si l’humidité relative est de 100 pour cent (c’est-à-dire, la température du point de rosée et la température réelle de l’air sont les mêmes), cela ne signifie PAS nécessairement qu’il y aura des précipitations. Cela signifie simplement que la quantité maximale d’humidité est dans l’air à la température particulière à laquelle l’air se trouve. La saturation peut entraîner la formation de brouillard (à la surface) et de nuages en altitude (constitués de minuscules gouttelettes d’eau en suspension dans l’air). Cependant, pour qu’il y ait des précipitations, l’air doit s’élever à une vitesse suffisante pour favoriser la condensation de la vapeur d’eau en gouttelettes d’eau liquide ou en cristaux de glace (selon la température de l’air) et pour favoriser la croissance des gouttelettes d’eau, des gouttelettes surfondues et/ou des cristaux de glace dans les nuages. Les gouttelettes se développent par un processus appelé « collision-coalescence », au cours duquel des gouttelettes de différentes tailles entrent en collision et fusionnent (coalescence). Les processus de cristaux de glace (y compris le dépôt et l’agrégation) sont également importants pour la croissance des particules. Dans les orages, la grêle peut également se développer. Lorsque les particules de précipitations en suspension atteignent une taille suffisante, l’air ne peut plus supporter leur poids et les précipitations tombent des nuages. Dans les climats humides, les orages provoquent souvent des pluies plus abondantes que les précipitations hivernales générales, car la teneur en humidité de l’air est généralement plus élevée au printemps et en été, et l’air s’élève généralement à un rythme beaucoup plus rapide dans les orages en développement que dans les systèmes hivernaux généraux. « La microphysique des nuages » est l’étude de la production et de la croissance des gouttelettes et des cristaux de glace au sein des nuages et de leur relation avec les précipitations.

EAU PRÉCIPITABLE:

Les météorologues ne s’intéressent pas seulement au point de rosée ou à l’humidité absolue en surface, mais aussi en altitude. L’eau précipitable (PW) est une mesure de la quantité totale de vapeur d’eau contenue dans une petite colonne verticale s’étendant de la surface au sommet de l’atmosphère. Cependant, comme mentionné ci-dessus, la majorité de l’humidité dans l’atmosphère est contenue approximativement dans les 10 000 pieds les plus bas. Les valeurs d’eau précipitable autour ou au-dessus de 1 pouce sont courantes au printemps et en été à l’est des Montagnes Rocheuses (y compris le Kentucky). Des valeurs de 2 pouces en été indiquent une très forte teneur en humidité dans l’atmosphère, typique d’une masse d’air tropical. En général, plus le PW est élevé, plus le potentiel de pluies très abondantes provenant d’orages, s’ils se développent, est élevé. Cependant, un autre facteur très important à prendre en compte est non seulement la quantité d’humidité ambiante dans un endroit particulier, mais aussi la quantité d’advection et de convergence de l’humidité qui apporte une humidité supplémentaire à une zone. S’ils sont importants, ces facteurs supplémentaires aident à expliquer pourquoi les précipitations totales des orages peuvent dépasser les valeurs PW réelles de l’air dans lequel les orages se produisent. Le mouvement des orages, appelé propagation, est également très important pour déterminer la quantité réelle de précipitations en un lieu donné. Plus le mouvement des orages est lent, plus le potentiel de précipitations est élevé dans une zone donnée.

Maintenant, c’est votre tour. VEUILLEZ RÉPONDRE AUX QUESTIONS SUIVANTES :

QUESTION 1 : En hiver, si la température de l’air est de 40 F et que le point de rosée est également de 40, quelle serait l’humidité relative ? Maintenant, au printemps, si la température de l’air était de 70 et le point de rosée de 70, quelle serait l’humidité relative ? Dans quelle situation l’humidité serait-elle la plus élevée ? Qu’est-ce que cela vous apprend sur l’humidité relative ? Réponse à la question 1
QUESTION 2 : Si la température de l’air était de 95 F avec un point de rosée de 70, l’humidité relative de l’air serait-elle plus ou moins élevée que si la température de l’air était de 70 degrés avec un point de rosée de 55 ? Quelle masse d’air vous semblerait la plus inconfortable ? Réponse à la question 2
QUESTION 3 : Si la température de l’air était de 90 degrés avec une humidité relative de 60 pour cent l’après-midi, une personne se sentirait-elle plus mal à l’aise que si la température était de 75 degrés à l’extérieur avec une humidité relative de 100 pour cent le matin ? Réponse à la question 3

Ces exemples montrent comment l’humidité relative peut être assez trompeuse. En général, en supposant que le point de rosée ou l’humidité absolue ne change pas, l’humidité relative sera la plus élevée tôt le matin lorsque la température de l’air est la plus fraîche, et la plus basse l’après-midi lorsque la température de l’air est la plus élevée.

INDEX DE CHALEUR:

Alors que le point de rosée est une mesure plus définitive de la teneur en humidité, c’est l’humidité relative qui est couramment utilisée pour déterminer à quel point il fait  » chaud  » et  » humide  » pour nous au printemps et en été, en fonction de l’effet combiné de la température et de l’humidité de l’air. Cet effet combiné est appelé « indice de chaleur ». Plus la température de l’air et/ou l’humidité relative sont élevées, plus l’indice de chaleur est élevé et plus il fait chaud pour notre corps à l’extérieur.

INDEX DE REFROIDISSEMENT ÉOLIEN :

En hiver, il existe un autre indice que nous utilisons pour déterminer à quel point notre corps est froid lorsque nous sommes à l’extérieur. Il s’agit de l' »indice de refroidissement éolien » (également connu sous le nom de « facteur de refroidissement éolien »). Cet indice combine l’effet de la température de l’air avec la vitesse du vent. Lorsqu’il fait froid dehors et que le vent souffle, il emporte la chaleur de notre corps plus rapidement que si le vent ne soufflait pas. Nous avons donc l’impression qu’il fait plus froid. Par conséquent, plus le vent est fort en hiver, plus il nous semble froid et plus l’indice de refroidissement éolien est faible.

QUESTION 4 : Si la température extérieure était de 20 degrés avec un vent de 20 mph, cela vous  » semblerait  » plus froid que si la température était de 5 degrés avec un vent de 5 mph ? Réponse à la question 4

Les points d’humidité/de rosée élevés en été et le vent froid en hiver sont importants car ils affectent la façon dont notre corps se « sent » lorsque nous sommes à l’extérieur. Si l’indice de chaleur est très élevé ou si l’indice de refroidissement éolien est très bas, nous devons alors prendre des mesures de sécurité pour protéger notre corps des effets possibles de la météo, notamment l’épuisement dû à la chaleur, l’insolation et le coup de chaleur en été, et les engelures en hiver.

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