Cours SGOG B302 : Climatologie - Flashcards de Révision

Jeu de flashcards de révision couvrant l'intégralité du cours de climatologie (SGOG B302), incluant le bilan thermique, la thermodynamique de l'air, la dynamique des vents, les systèmes météorologiques et la classification des climats.

Qu'est-ce qui explique le mouvement de balancier du Soleil entre $-23^\circ 27'$ et $+23^\circ 27'$ par rapport à l'équateur terrestre ?

Ce mouvement provient de l'inclinaison entre le plan de l'équateur terrestre et le plan de l'écliptique.

Quelle est la hauteur du Soleil à midi (angle h) au Tropique du Cancer lors du solstice d'été ?

La hauteur du Soleil à midi au Tropique du Cancer lors du solstice d'été est de $90^\circ$.

Que stipule la loi de Stefan concernant l'émission d'un corps noir ?

L'énergie émise par un corps noir (son émittance) est proportionnelle à la quatrième puissance de sa température absolue, selon la relation $M = e\sigma T^4$ (avec $e = 1$ pour un corps noir).

Que stipule la loi de Wien concernant le rayonnement d'un corps noir ?

La longueur d'onde $\lambda$ à laquelle un corps noir émet le plus de rayonnement est inversement proportionnelle à sa température ($\lambda = \frac{b}{T}$).

Quelles sont la longueur d'onde maximale d'émission et la température de surface du Soleil ?

La longueur d'onde maximale du Soleil est de $0{,}480\,\mu\text{m}$ (dans le spectre visible) et sa température est d'environ $5750\,\text{K}$.

Quel est le bilan en ondes courtes des 100% d'émission du Soleil qui arrivent vers la Terre ?

$-36\%$ sont renvoyés vers l'espace (par l'atmosphère, les nuages et le sol), $+17\%$ sont absorbés par l'atmosphère, et $+47\%$ sont absorbés par le sol.

Quels sont les bilans thermiques radiatifs respectifs de l'atmosphère et de la surface terrestre ?

Le bilan radiatif de l'atmosphère est de $-27\%$ et le bilan radiatif de la surface est de $+27\%$, équilibrés par des transferts non radiatifs.

Quels processus composent le transfert non radiatif du sol vers l'atmosphère ($+27\%$) ?

Les processus de condensation/évaporation et de turbulence.

Quelle est la forme mathématique de la variation de pression $P$ en fonction de l'altitude pour une atmosphère isotherme ?

La variation de pression est une fonction exponentielle décroissante de l'altitude.

Sur un émagramme, que représentent respectivement la ligne diagonale jaune vers la droite et la courbe verte vers la gauche ?

La ligne diagonale jaune représente la température et la courbe verte représente la pseudo-adiabatique saturée.

Comment s'évalue la stabilité de l'air sec ou humide non saturé sur un émagramme ?

L'air est stable lorsque la courbe d'état est inclinée sur la droite de l'adiabatique sèche (gradient de température subadiabatique).

Comment se définit la pression de vapeur saturante ($p_{vs}$) de l'eau ?

C'est la pression à laquelle la vapeur d'eau (état gazeux) est en équilibre thermodynamique avec son état condensé (eau liquide).

Quel est le principe de mesure du taux d'humidité par un psychromètre ?

L'eau de la mousseline du thermomètre mouillé s'évapore en absorbant de la chaleur, ce qui refroidit l'air environnant ($T' < T$) selon l'état hygrométrique de l'air.

Pourquoi la température d'une particule d'air saturé diminue-t-elle moins vite que celle d'une particule d'air sec lors d'une ascension ?

Parce que la condensation de la vapeur d'eau au cours de l'ascension libère de la chaleur latente, ce qui réchauffe l'air et limite sa baisse de température.

Qu'est-ce que la température pseudoadiabatique potentielle du thermomètre mouillé ($\theta'_w$) ?

C'est la température prise par une particule d'air humide saturé amenée de façon pseudoadiabatique au niveau de pression de $1000\,\text{hPa}$.

Quels phénomènes se produisent lors d'un refroidissement isobare à des températures positives ($T > 0$) sans et avec vent ?

Sans vent : formation de rosée par refroidissement du sol. Avec vent : formation de brouillard (de rayonnement ou d'advection).

Quels sont les trois types d'ascendance de l'air à l'origine de la formation des nuages ?

Les ascendances locales (aérologiques/convectives), les ascendances synoptiques (lents soulèvements à grande échelle) et les ascendances orographiques (forcées par le relief).

Que signifie l'acronyme LCL et à quoi correspond-il ?

LCL signifie Lifting Condensation Level (niveau de condensation par élévation) ; il correspond à l'altitude de la base des nuages.

Quels nuages composent l'étage supérieur (base à $6000\,\text{m}$) et l'étage à développement vertical (base à $500\,\text{m}$) ?

Étage supérieur : Cirrus (Ci), Cirrocumulus (Cc), Cirrostratus (Cs). Développement vertical : Cumulus (Cu) et Cumulonimbus (Cb).

De l'équilibre de quelles forces résulte le vent géostrophique ?

Le vent géostrophique résulte de l'équilibre parfait entre la force du gradient de pression et la force de Coriolis.

Quel est l'effet de la force de frottement sur le vent dans la couche limite de l'hémisphère nord ?

Elle ralentit le vent et le dévie vers la gauche, en le faisant tourner vers les basses pressions.

Pourquoi une dépression est-elle associée à du mauvais temps alors qu'un anticyclone amène du beau temps ?

Une dépression provoque une convergence et une ascendance d'air avec refroidissement/condensation (nuages, pluies). Un anticyclone provoque une divergence et une subsidence avec réchauffement/évaporation (ciel clair).

Qu'est-ce que le vent thermique et comment explique-t-il le renforcement des vents d'ouest en altitude ?

Le vent thermique résulte du gradient horizontal de température pôle-équateur ; il souffle le long des isothermes d'ouest en est et se renforce fortement là où les contrastes thermiques sont élevés.

Quels sont les mécanismes dominants dans les cellules de Hadley et de Ferrel ?

Hadley : ascension convective à l'équateur, redescente aux tropiques ($30^\circ$) créant les alizés. Ferrel : soulèvement dynamique ($30^\circ\text{--}60^\circ$) créant une succession de dépressions et anticyclones.

Qu'est-ce que la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT) ?

C'est la zone équatoriale où convergent les alizés du NE et du SE, caractérisée par une forte convection, d'abondants orages et des vents très faibles (calmes équatoriaux / doldrums).

Quel est le mécanisme de la mousson indienne en hiver ?

Le sol se refroidissant plus vite que l'océan, un anticyclone continental se forme sur terre et une dépression thermique sur l'océan chaud, induisant un vent de la terre vers l'océan.

Quelles sont les caractéristiques d'un cyclone tropical à maturité ?

Un diamètre de $500\text{--}800\,\text{km}$, des vents $> 200\,\text{km/h}$, une pression centrale $< 950\,\text{hPa}$ et un œil central dégagé de $10\text{--}50\,\text{km}$ entouré d'un mur de cumulonimbus.

Quelles sont les 6 étapes de la vie d'une dépression norvégienne ?

1. Front stationnaire, 2. Naissance, 3. Maturité, 4. Début de l'occlusion, 5. Occlusion, 6. Mort.

Quelles sont les cinq principales masses d'air qui affectent l'Europe ?

L'Arctique (A), la Polaire maritime (mP), la Polaire continentale (cP), la Tropicale maritime (mT) et la Tropicale continentale (cT).

Quels sont les principaux types de climats rencontrés en Europe selon Köppen ?

Le climat continental humide ($Df$), le climat méditerranéen ($Csa$/$Csb$) et le climat tempéré océanique humide à étés doux ($Cfb$).

Quelles sont les conséquences météorologiques d'un indice NAO positif ($\text{NAO}+$) en Europe ?

Une circulation d'ouest renforcée entraînant des hivers tempétueux et doux en Europe, mais des hivers très froids au Groenland.

Que se passe-t-il initialement dans le modèle d'effet de serre à $n$ couches lors d'une augmentation brusque des gaz à effet de serre ?

On observe d'abord un refroidissement de la stratosphère, suivi d'un réchauffement du sol différé par l'inertie thermique de l'atmosphère.