Bonjour,
pour répondre à cette question, j'ai pensé que c'était dû au fait que les molécules gazeuses gagnaient de l'énergie potentielle de gravitation au détriment de leur énergie cinétique et donc de la température, au fur et à mesure qu'elles prennent de l'altitude. Mon raisonnement est il correct?
Merci.
.Envoyé par Niels Adribohr
Bonjour, c'est probablement juste ce que tu dis. Je te donne mon interpretation qui permet de calculer le profil de T.
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Dans l'atmosphère on peut considérer avec une bonne approximation que le gaz est incompréssible. On peut donc appliqur le principe d'Archimède pour calculer le profil de pression:
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On résoud donc:
.dp/dz = -rho.g
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Ce qui donne un profil de pression décroissant en fonction de l'altitude.
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Après quoi on applique la loi des gaz parfaits
p = rho.R.T
On voit ainsi que la température suit la loi de décroissance de la pression.
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Si en première approximation la décroissance est linéaire en pression, la température décroit linéairement en fonction de z.
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Maintenant à ce milieu de référence il faut ajouter les sources de chaleur (aborbtion et émissions des rayonnements et montée d'air chaud par convection) qui vont évidemment modifier le profil de température (avec des inversions de gradients).
Rho n'est-il pas libre de varier afin de permettre à l'équilibre thermique de s'établir entre les différentes couches de l'atmosphère ? Le volume du gaz n'est pas imposé.
Lorsqu'un ballon est gonflé, l'air qu'il contient est à une pression supérieure à la pression atmosphérique, pourtant, au bout d'un certain temps, il retourne à la température ambiante.
Je parierais plutôt sur l'effet de serre, qui est plus important à basse altitude en raison de la plus grande couche d'atmosphère en jeu.
Oui je suis de l'avis de Pio , je pense que c'est plutôt dû à l'effet de serre qui est bien plus important lorsque la couche d'air s'épaissit.
oui, plusieurs phénomènes sont en cause dans la variation de température avec l'altitude. La terre réchauffe les couches basses (émission d'infra-rouge), la température diminue donc avec l'altitude. Ensuite entre 20 et 50 km c'est l'ozone qui en absorbant les uv réchauffe l'atmosphère. La température s'abaisse ensuite à nouveau (plus assez d'ozone) pour finalement remonter dans la thermosphère, là, c'est l'oxygène qui absorbe.
on a un schéma ici :
http://www.windows.ucar.edu/tour/lin....html&edu=high
Pas seulement.
En montagne, il fait plus froid qu'en plaine. Pourtant, on y est aussi près du sol, et celui-ci revoie autant, sinon plus d'infrarouges qu'en plaine, puisqu'il en reçoit plus.
La capacité de l'atmosphère à piéger les infrarouges entre donc en jeu.
C'était mon pinaillage du jour
Bien évidemment ...le couplage se fait par l'absorption des IR
" Dans l'atmosphère on peut considérer avec une bonne approximation que le gaz est incompréssible. On peut donc appliqur le principe d'Archimède pour calculer le profil de pression
...
On voit ainsi que la température suit la loi de décroissance de la pression."
Ben non. L'air est compressible, la pression atmo suit une courbe exponentielle.
La température est linéaire jusqu'à 10km puis fixe après sur 10km.
L'atmosphère n'est pratiquement pas chauffée par le soleil mais par la terre. L'air chaud d'en bas remonte et tout cela se brasse.
La remontée est limitée car la détente adiabatique d'une masse d'air lui fait perdre 10°/km alors que le gradient moyen de l'atmosphère est de 6,5°/km.
Je suppose que c'est pour cela que les nuages plafonnent à 10km (cirrus) et au-delà de 10km la température ne varie plus.
J'ai mis 10km mais en fait c'est 11km.
Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.
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Nous sommes en présence d'un gaz d'un champ gravitationnel. Le système se met à l'équilibtre thermodynamique qui n'est pas synonyme d'équilibre thermique.
.Lorsqu'un ballon est gonflé, l'air qu'il contient est à une pression supérieure à la pression atmosphérique, pourtant, au bout d'un certain temps, il retourne à la température ambiante.
Effectivement lorsque tu laches un ballon sous pression celui-ci va monter pour se mettre à l'équilibre local cad mécanique (égalité des pressions) et thermique (égalité des températures).
.Je parierais plutôt sur l'effet de serre, qui est plus important à basse altitude en raison de la plus grande couche d'atmosphère en jeu.
l'effet de serre est une source de chaleur en volume additionnelle au même titre que la radioctivité est une source de chaleur en volume pour la terre.
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Ben si. Tous les corps sont compréssibles. Le problème est donc de savoir s'ils sont compressés peu ou beaucoup
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Dans les modèles de dynamique atmosphérique on développe une stratégie générale applicable à tous les domaines de la physique. On définit un état à l'ordre zéro (une référence) et on traite les écarts en perturbations.
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Dans le contexte de la dynamique de l'atmosphère cet état de référence et l'expression des perturbations s'appelle l'approximation de Boussinesq
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On écrit donc:
._____________________________ ______________________________ ____________
P(r,t) = P°(z) + p(r,t)
Rho(r,t) = Rho° + rho (r,t)
S(r,t) = S° + s(r,t)
______________________________ ______________________________ ______________
la variable r c'est (x,y,z)
Remarque 1
P°(z), Rho° (masse volumique) et S° (entropie) définissent l'état de référence. P°(z) est déterminée par le principe de l'équilibre mécanique de mon post précedent(Archimède).
Remarque 2
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La variation de masse volumique est pris comme une perturbation, le gaz est donc très faiblement compressible car Rho° ne dépend de rien.
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Remarque 3
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La température n'apparait pas explicitement. La raison est que la température, pour l'état de référence, varie avec l'altitude. En remplaçant la variable température par la variable entropie on élimine la dépendance vis a vis de l'altitude. Astucieux, non!
C'est exatement le contraire. Le soleil apporte 342W/m2 et la Terre 0.12 W/m2; YA pas photos.L'atmosphère n'est pratiquement pas chauffée par le soleil mais par la terre.
.L'air chaud d'en bas remonte et tout cela se brasse.
Oui, mais c'est une perturbation par rapport à l'état de référence.
.La remontée est limitée car la détente adiabatique d'une masse d'air lui fait perdre 10°/km alors que le gradient moyen de l'atmosphère est de 6,5°/km.
Je suppose que c'est pour cela que les nuages plafonnent à 10km (cirrus) et au-delà de 10km la température ne varie plus.
C'est excate. Si tu portes localement une masse d'air hors d'équilibre local, c'est une perturbation par rapport à l'état de référence. La masse d'air va évoluer pour se mettre à l'équilibre local (pression, température et plus généralement réaliser la condition de l'éagalité du potentiel chimique généralisé).
.J'ai mis 10km mais en fait c'est 11km.
Et non çà dépend de la latitude et de l'époque de l'année. Ce serait plutot 4km aux pôles et jusqu'a 14km à l'équateur.
Il faut comparer ce qui est comparable, il fait plus chaud dans un bled à 1000m d'altitude qu'à 1000m au-dessus d'une plaine au niveau de la mer.
La terre sert de capteur solaire et réchauffe les couches basses, comme le dit Mariposa, l'effet de serre est en plus mais sans lui on serait en période glaciaire.
Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.
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Justement dans ce genre de discussion on évitera tout malentendu si on comprend qu'il y a 1 état de référence et des perturbations autour de cet état.
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Donc à l'ordre zéro la température ne dépend que de l'altitude par rapport à la géodésique locale. donc la température à 1000 m au-dessus de la mer est la même que celle du village situé à 1000 m.
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Maintenant si on tiend compte des perturbations, le bilan local des sources de chaleur respectives (essentiellement des échanges de rayonnement) vont modifier les choses.
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Par exemple si l'océan est recouvert d'un grand miroir parfait de 100km2 on supprime une source de chaleur. A contrario si on goudronne le village on va créer une source de chaleur importante. Dans ce cas c'est le village qui aura une température nettement plus élevée que celle de la mer à l'altitude de 1000 m.
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Cet exemple montre bien l'interet de voir tous phénomènes atmosphériques comme des perturbations par rapport à 1 état de référence . C'est l'approximation de Boussinesq à la base de cette approche.
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En général on n'oublie l'état de référence électrostatique:
La Terre est en surface uniformément chargée de charges négatives et uniformément chargée de charges positives dans le volume de l'atmosphère. C'est la base pour comprendre le mécanisme des orages qui n'est qu'une perturbation par rapport à un état de référence électrostatique.
"C'est exatement le contraire. Le soleil apporte 342W/m2 et la Terre 0.12 W/m2; YA pas photos."
Merci du renseignement, je pensais que la terre n'était pas chauffée par le soleil mais par les taupes qui font des grillades dans leurs galeries.
"Oui, mais c'est une perturbation par rapport à l'état de référence."
Certes mais là tu nous parles de la façon de modéliser le phénomène, que je ne remets pas en cause. Pourquoi "oui, mais..." ? Cela n'entre aucunement en contradiction avec la description basique du phénomène. La masse d'air est plus légère, elle monte jusqu'à une certaine altitude, en compensation de l'air froid va descendre, point barre. C'est majoritairement comme cela que la troposphère (justement nommée) répartit la chaleur en altitude. Le reste se fait par chauffage direct (vapeur d'eau et CO2) de molécules par effet de serre.
De là on voit quel est le meilleur moyen pour décrire le phénomène. A te lire on a l'impression que c'est la nature qui doit respecter le modèle mathématique et non l'inverse.
Quelques chiffres :
Altitu / Press/ Temp / rho
0000 ./ 1013 / 15,0 / 1,22
5000 ./ 0541 /-17,5 / 0,738
10000 / 0265 /-50,0 / 0,414
P expo; temp linéaire; rho expo
Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.
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Modéliser un phénomène c'est comprendre ce phénomène. La physique fonctionne comme çà depuis 400 ans et tu n'y changeras rien.
Cela n'entre aucunement en contradiction avec la description basique du phénomène. La masse d'air est plus légère, elle monte jusqu'à une certaine altitude, en compensation de l'air froid va descendre, point barre. C'est majoritairement comme cela que la troposphère (justement nommée) répartit la chaleur en altitude. Le reste se fait par chauffage direct (vapeur d'eau et CO2) de molécules par effet de serre.
C'est vrai ce que tu dis là mais...... Transposé à un signal électrique il y a une valeur moyenne et les fluctuations autour de la valeur moyenne. Toi tu ne vois que les fluctuations alors qu'il y a 1 composante continue.
Pour l'atmosphère l'équivalent de la composante continue c'est l'équilibre hydrostatique.. tout le reste c'est une perturbation.
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Je vais présenter le problème autrement:
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L'atmosphère recoit une énergie de 300W/m2 et rayonne une énergie de 300W/m2. en absence de pesanteur le gaz serait à l'équilibre thermique avec une température T donnée par la loi de Stefan. Ce serait un état de référence
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Maintenant ce même gaz est soumi à l'attraction gravitationnelle l'équilibre thermodynamique (mécanique et thermique) correspond à l"équilibre hydrostatique. Je peux ainsi calculer le profil de pression et le profil de température. C'est le gros morceau, c'est le signal continu, c'est l'état de référence. Tout le reste c'est les fluctuations autour de cet état de référence. C'est pas compliqué a comprendre.Non!
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cette méthode d'appréhendre n'importequel problème de physique est général. par exemple pour la structure électronique d'un atome on effectue un calcul de champ moyen (Hartree-Fock) qui décrit grossièrement l'atome; C'est l'état de référence. C'est ainsi que l'on obtiend les etats s,p,d etc..Après quoi on traite les "détails".
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.De là on voit quel est le meilleur moyen pour décrire le phénomène. A te lire on a l'impression que c'est la nature qui doit respecter le modèle mathématique et non l'inverse.
Je viens de t'expliquer de façon variées que lorsque l'on veut décrire ou expliquer un phénomène on commence par l'essentiel et après et après seulement on s'interesse aux détails.
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Dans le cas de l'atmosphère le profil de température fait appelle à des connaissances du niveau di BAC (Archimède). Par contre les détails c'est typiquement du niveau DEA et il faut avoir beaucoup de modestie pour parler des détails avec assurance, me semble-t-il!
C'est pas certain. Pour moi comprendre un phénomène, c'est comprendre les raisons sous-jacentes (métaphysiques) de ce phénomène.
Heisenberg, que je pense que tu estimes autant que moi pour sa participation autant aux sciences qu'à la philosophie des sciences a dit :
"Lorsque nous voyons un avion dans le ciel, nous pouvons calculer avec un certain degré de certitude où cet avion se trouvera une seconde plus tard [la modélisation]. Mais cela ne veut pas dire que nous avons compris la trajectoire de l'avion. C'est seulement si nous avons discuté au préalable avec le pilote et si nous avons reçu de lui une explication concernant le but du vol projeté que nous avons réellement compris la trajectoire."
J'espère que tu saisis la différence (pour une fois que c'est moi qui dit ça et pas toi).
De plus, j'ai du mal avec le ton très professoral, agressif et moralisateur avec lequel tu réponds à toutes les réflexions et questions des personnes sur ce forum. Pour moi, tu n'as pas la crédibilité nécessaire pour répondre de manière indiscutable à un problème, peut-être parce que tes propos n'ont pas de cohérence : quand tu expliques quelques choses, tu l'expliques souvent en simplifiant (en te mettant à notre niveau d'études - ce que je comprend) mais quand on explique les choses de manières simples à quelqu'un qui a un niveau d'études plus faible, ou alors quand on élabore des réflexions avec les moyens de notre éducations en physique, tu nous reproches de trop simplifier les problèmes et d’avoir donc une vision erronée des phénomènes.
Enfin, tes points entre les différents paragraphes me stressent, tout autant que les fautes d'orthographes que tu saupoudres littéralement aux quatre vents des discussions.
C’est simplement dommage d’avoir un caractère aussi contestataire, une confiance aussi forte en soi-même (tiens, tu venais d’en parler), et un respect aussi limité et douteux envers les gens qui se trompent. Enfin, je suis sûr que tu obtiendrais des résultats bien plus satisfait en pédagogie si tu expliquais les choses sur le ton de la bonne humeur, en ne rabaissant pas les gens mais en les élevant justement intellectuellement, grâce à ton savoir.
Cependant, j’espère ne pas t’avoir vexé, mais tu m’as l’air assez robuste pour passer au-delà, je considère que tu as une compréhension élevée des phénomènes physiques, du talent même. S’il te plait, fais un effort pour être moins extrême et définitif.
Cordialement,
Sigmar
Juste avant de revenir sur la physique. Mon attitude que tu déplores, et crois moi je le comprends fort bien, a des racines qui viennent d'une "très" ancienne discussion sur une histoire d'hélicoptère ou des attitudes pour le moins "agressives" et insultantes à mon égard. Si quelqu'un pense que je vais me laisser piètiner, qu'il considère que ses projets sont voués à l'échec, il y a très longtemps que j'ai pris cettte facheuse habitude de me faire respecter.
.
Si tu as tu temps, tu reliras l'ensemble de mes interventions tous sujets confondus. Tu verras, par toi-même, que ton intervention contribue à fabriquer une "vérité" générale, une opinion à partir d'un ensemble de faits très singuliers (en gros cet histoire d'hélicoptère). Cela ne me parait pas intellectuellement honnète d'élever au statut de généralité des faits et attitudes particulières. Je compte sur toi et sur d'autres pour faire la part des choses.
.
avec ton accord revenons au contenu physique de ce fil.
L'air chaud monte, ne serait-ce pas un fait particulier issu au statut de vérité générale?
.
Plusieurs d'entre vous ont proposé que le profil de température atmosphérique soit la conséquence que l'air etant chauffé par en-dessous monte parcequ'il est plus léger. Tout cela parait censé.
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Il y a une objection expérimentale à ce fait: Sur Terre les endroits où l'air est le plus chaud que nulle part ailleurs sont les tropiques et aux tropiques l'air chaud descend et fabrique les déserts sur Terre et source des alizés.
La conclusion est que l'air chaud monte sauf quand il descend.
.
On voit sur cet exemple très parlant que la vérité scientifique ne consiste pas a transposer une conclusion issue d'un contexte particulier pour l'appliquer d'une manière inadaptée à un autre. Je dirais la même chose pour les jugements hatifs portés à mon égard.
Je compte beaucoup sur toi, pour animer la discussion de ce fil, afin de résoudre cet étonnant "paradoxe" de l'air chaud qui monte..
Si, c'est l'air au contact du sol qui est réchauffé. Par contact.
L'air n'est pratiquement pas chauffé par le rayonnement solaire.
C'est ainsi que se font les ascendances.
N'importe quoi.Juste avant de revenir sur la physique. Mon attitude que tu déplores, et crois moi je le comprends fort bien, a des racines qui viennent d'une "très" ancienne discussion sur une histoire d'hélicoptère ou des attitudes pour le moins "agressives" et insultantes à mon égard. Si quelqu'un pense que je vais me laisser piètiner, qu'il considère que ses projets sont voués à l'échec, il y a très longtemps que j'ai pris cettte facheuse habitude de me faire respecter.
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Si tu as tu temps, tu reliras l'ensemble de mes interventions tous sujets confondus. Tu verras, par toi-même, que ton intervention contribue à fabriquer une "vérité" générale, une opinion à partir d'un ensemble de faits très singuliers (en gros cet histoire d'hélicoptère). Cela ne me parait pas intellectuellement honnète d'élever au statut de généralité des faits et attitudes particulières. Je compte sur toi et sur d'autres pour faire la part des choses.
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avec ton accord revenons au contenu physique de ce fil.
L'air chaud monte, ne serait-ce pas un fait particulier issu au statut de vérité générale?
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Plusieurs d'entre vous ont proposé que le profil de température atmosphérique soit la conséquence que l'air etant chauffé par en-dessous monte parcequ'il est plus léger. Tout cela parait censé.
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Il y a une objection expérimentale à ce fait: Sur Terre les endroits où l'air est le plus chaud que nulle part ailleurs sont les tropiques et aux tropiques l'air chaud descend et fabrique les déserts sur Terre et source des alizés.
La conclusion est que l'air chaud monte sauf quand il descend.
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On voit sur cet exemple très parlant que la vérité scientifique ne consiste pas a transposer une conclusion issue d'un contexte particulier pour l'appliquer d'une manière inadaptée à un autre. Je dirais la même chose pour les jugements hatifs portés à mon égard.
Je compte beaucoup sur toi, pour animer la discussion de ce fil, afin de résoudre cet étonnant "paradoxe" de l'air chaud qui monte..
C'est l'inverse.
L'air chaud des tropiques monte dans la haute atmosphère et par effet coriolis se dirige vers les poles, il se refroidit, redescent dans les basses couches et est redirigé vers l'équateur où il se réchauffe, remonte, etc.
L'air chaud monte parce que plus chaud, il se dilate pour équilibrer sa densité avec l'air froid alentour.
Mais comme il n'y a pas d'échange de chaleur entre une masse d'air chaud et une masse d'air froid, la bulle chaude monte, continuant à se dilater, et ainsi de suite jusqu'à l'altitude de la couche d'inversion.
C'est comme ça que fonctionnent les ascendances, c'est expliqué sur les sites de vol à voile.
Sinon le vol à voile n'existerait pas.
Bonjour,
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Belle assurance!
.L'air chaud des tropiques monte dans la haute atmosphère et par effet coriolis se dirige vers les poles, il se refroidit, redescent dans les basses couches et est redirigé vers l'équateur où il se réchauffe, remonte, etc.
Et non c'est l'inverse. Dans la dynamique atmosphérique il se forme une cellule de Hadley (c'est la version cellule de Rayley-Bénard des liquides).
Cette cellule de Hadley correspond à une montée d'air chaud humide au niveau de l'équateur et ce jusqu'a la troposphère suivie d'une redescente aux niveaux des tropiques et retour à l'équateur. Il y a donc 2 cellules de Hadley (une par hémisphère).
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La force de Coriolis dévient les vents méridiens inirialement Sud vers Nord dans la direction de l'est dans l'hémisphère Nord et non vers les poles. Au contraire la force de Coriolis empèchent la circulation vers les poles et est responsable des instabilités baroclines propres a nos climats tempérés.
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Symétriquement La force de Coriolis dévient les vents méridiens inirialement Nord vers Sud dans la direction de l'Ouest pour l'hémisphère Nord. C'est l'origine des alizés qui sont donc le prolongement de la "chute" des vents tropicaux.
.Sinon le vol à voile n'existerait pas.
Le vol à voile c'est une toute autre affaire qui n'a rien a voir avec la circulation générale atmosphérique.
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L'atmosphère est un gaz en état de turbulence développée cad à haut nombre de Reynolds. Cela veut dire que les gros tourbillons sont peuplés de tourbillons moins gros. Ces derniers sont eux-mêmes peuplés de tourbillons moins gros etc...et ce jusqu'à l'échelle microcopique de dissipation.
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Autrement dit ce qui se passe à une échelle n'a rien a voir avec ce qui se passe à une autre échelle.
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C'est la raison pour laquelle tu ne peux pas te servir de tes connaissances de vol à voile pour expliquer la dynamique atmosphérique. L'air chaud des tropiques descend parcequ'il est un bras d'une cellule de Hadley. Et cela n'est pas en contradiction avec le vol à voile.
C'est incroyable comment vous vous etes compliqué la vie, le fait de la diminution de la temperature est seulement dut au fait qu'avec l'altitude, la quantitée d'air est moindre, donc les rayons lumineux chauffent moins d'air et donc il fait plus froid, tout simplement
Et, non... la température n'a pas grand chose à voir avec la quantité d'air :
Mes propos ne concernait que la couche superficielle de l'atmosphère (Troposphère). Si l'on regarde la courbe de celle-ci, on voit bien que la température diminue de façon proportionnelle a la hauteur et donc a la pression.
Sa doit faire quelques années que je m'était dit que je devait répondre a cette mauvaise interprétation de mes propos. Voila qui ait fait. Je peut mourir en paix maintenant.
Bjr à toi,
J'appéle cela prendre le temps de la................réflexion !!!
Faut toujours prendre ..........son temps !
Bonne journée
