Température potentielle

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La température potentielle d'un fluide est celle qu'il aurait si on comprimait/détendait celui-ci adiabatiquement vers un niveau de pression standard. Cette notion est surtout utilisée en météorologie et en océanographie. Dans le cas de l'atmosphère, on effectue le calcul pour trouver la température qu'aurait la parcelle d'air à la pression de 1000 hPa, pression près de la normale à la surface de la Terre. Dans le cas de l'eau, on effectue le calcul pour trouver la température qu'aurait le volume d'eau à la surface.

Définition[modifier | modifier le code]

Météorologie[modifier | modifier le code]

La température potentielle est la température hypothétique qu'une parcelle d'air acquerrait si celle-ci était redescendue au niveau de la mer par compression adiabatique. La pression standard pstd est habituellement fixée à 1 000 hPa. La température potentielle s'exprime donc comme suit [1]:

où :

  • T est la température absolue de la parcelle d'air exprimée en kelvins.
  • la constante des gaz parfaits pour l'air (qui correspond à avec la constante universelle des gaz parfaits et la masse molaire de l'air) ;
  • la chaleur massique à pression constante de l'air.

Océanographie[modifier | modifier le code]

Dans le cas de l'eau, l'équation se complique du fait de la variation de salinité. On la définit comme :

est la température, la pression et la salinité. La variation de avec la pression est calculé par selon une courbe expérimentale appelée algorithme de Bryden[2],[3],[4].

Usage[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Analyse isentropique.

Le concept de température potentielle permet de comparer des parcelles d'air venant de différentes hauteurs dans la masse d'air. Cet méthode est appelé analyse isentropique[5].

Ceci donne une mesure de l'instabilité thermique de l'air[6] :

  • si diminue avec l'altitude, on a une masse d'air instable ;
  • si reste le même avec l'altitude, on a une masse d'air neutre ;
  • si augmente avec l'altitude, on a une masse d'air stable.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) R. R. Rogers et M. K. Yau, A short course in cloud physics, Oxford Boston, Butterworth-Heinemann, coll. « International series in natural philosophy » (no 113), , 3e éd., 304 p. (ISBN 978-0-750-63215-7, OCLC 890663276).
  • (en) J. V. Iribarne et W. L. Godson, Atmospheric Thermodynamics, Dordrecht, Pays-Bas, D. Reidel Publishing Company, , 222 p..

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (Rogers et Yau 1989, p. 7)
  2. « Température et densité de l'eau de mer », Institut des sciences et de l'ingénieur de Toulon et du Var (consulté le 8 mars 2017).
  3. Gérard Copin-Montégut et Serge Dallot, « Traitement des données hydrologiques de base » [PDF], Physique et chimie marines, Observatoire océanique de Villefranche-sur-Mer (consulté le 8 mars 2017).
  4. Gérard Copi-Montégut, chapitre Température potentielle, Space-Nation, , 16-17 p. (lire en ligne), « 3.6 ».
  5. Organisation météorologique mondiale, « Analyse isentropique », sur Eumetcal (consulté le 8 mars 2017).
  6. Dr. James T. Moore (Saint Louis University Dept. of Earth & Atmospheric Sciences), « Isentropic Analysis Techniques: Basic Concepts » [PDF], COMET COMAP, (consulté le 8 mars 2017).