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Météo, NEMS 4 km, ECMWF 9 km, et GFS 22 km ... Précisions WRF, instabilité potentielle, CAPE 29 août 2017 17:51, par yvesD

il apparaît que l’indice CAPE traduirait surtout l’intensité d’un orage, s’il se déclenche !

C’est un indice d’activité potentielle
En gros, dans l’atmosphère et à assez basse altitude (vers 2000m l’été) il y a fréquemment une couche d’inversion et plus strictement une inversion du gradient de température.

  1. En dessous de cette couche l’ai est stabilisé, écrasé vers le bas, une goute d’air qui accidentiellement (énergie cinétique vers le haut) franchirait cette barrière se verait repoussée vers le bas, d’où stabilité de l’air.
  2. Au contraire, au dessus de cette couche d’inversion, la même bulle qui amorcerai un mouvement vers le haut verrait son mouvement accéléré jusqu’à plus soif (plus soif = la troposphère)

1 est très bien illustré par l’image qu’on a tous en mémoire de ces paysages campagnards d’hiver avec la fumée qui monte un peu et très rapidement s’écoule à l’horizontal, le long de cette couche d’inversion que la fumée ne peut franchir
2 est très bien connu du plaisancier qui garde toujours un oeil sur les nuages choux-fleurs (des cumulus) et surveille tout bourgeonement (tout développement vertical en puissance) et qui sait bien qui ça se met à monter, ça risque fort de monter jusque très haut (la tropopause) pour donner des cunim ’calvus’ qui s’étallent en altitude (ils ne peuvent franchir cette deuxième barrière). Si en plus ça monte sous forme de chandelles ...
la couche d’inversion est bien connu du plaisancier qui rentre au bercail en avion : lorsque ce dernier redescend le plaisancier voit apparaitre une couche immonde, crasseuse et bien moins claire que l’air au dessus : c’est la couche d’inversion, là ou s’accumule la crasse de la pollution urbaine que ne peut plus s’élever en hauteur. Une fois traversée l’air reprend son allure de tous les jours et le mauvais souvenir s’éloigne
Le même plaisancier est bien au fait que c’est le réchauffement/humidification par la base d’un air transporté sur un terrain encore plus chaud (la baie des anges près de Nice par vent de S) qui est la cause des orages terrestres de fin d’après midi (et de fin de nuit en mer pour une raison similaire, et aussi après le 15 aout et l’orage qui détraque le temps en Corse et ailleurs)

Revenons à 1, les paquets d’air inférieur peuvent être dotés/animés d’une forte énergie qui va leur permettre de monter très très haut (en se transformant en énergie cinétique) si jamais la barrière ’couche d’inversion’ disparait, ou à l’inverse d’assez peu d’énergie qui ne permettra pas de monter bien haut si jamais la barrière disparait.
Il faut deux choses pour que ça pète fort : une barrière solide mais qui explose tout de même, et une énergie accumulée sous la barrière en quantité importante.
Dans une cocote minute il faut deux ingrédient pour un bon accident : un couvercle pas terrible (pret à se désintégrer) qui disparait brutalement et aussi de l’air sous pression sous le couvercle. Si le couvercle lache à la première sollicitation, si l’ai en dessous est à faible surpression alors ...

Le CAPE mesure cette énergie accumulée dans la couche du bas, énergie qui ne se libèrera en énergie cinétique que si le couvercle disparait.

C’est tout à fait lié à la notion de stabilité de l’air, aux manières de stocker plus d’énergie dans une masse d’air (humidifer, réchauffer), aux manières de rendre la barrière franchissable (instabiliser l’air inférieur en le réchauffant par la base, plus rarement en le refroidissant par le sommet), et aux manières de stabiliser de l’air instable :

  • la tramontane d’été qui transporte de l’air terrestre surchauffé sur une mer relativement froide : plus on s’éloigne du littoral moins l’air est instable (j’ai pas dit moins fort)
  • la tramontane d’automne qui amène des masses d’air déjà froide sur une mer relativement plus chaude et qui donne un vent plus rafaleux (plus instabilisé) au large qu’au bord, le marin prudent frôle le littoral

Les sondages atmosphèriques, représentés par un émagramme mettent bien en évidence la couche d’inversion (la courbe de température réelle - la courbe d’état - qui est orientée vers la droite devient brutalement orientée vers la gauche) et l’énergie accumulée sous la couche d’inversion (la surface de la courbe d’état sous l’inversion). C’est cette dernière énergie/surface qui détermine l’indice CAPE et bien d’autres indices d’instabilité potentielle.

Le « météorologie générale » de Triplet et Roche, bien qu’ancien, est une bible sur ce sujet.