Contenu

La notion d’humidité et ses différentes expressions

2 mai 2018, 20 Commentaire(s)
Thèmes: Météo

Si tout un chacun comprend instinctivement la notion d’humidité, tout se complique lorsqu’on essaie de la définir véritablement. Le blog du jour – richement illustré – tente une analogie. A vous de juger…

En météorologie, il existe trois façon d’exprimer l’humidité :

  • le rapport de mélange, exprimé en grammes par kg d’air sec
  • l’humidité relative, exprimée en pourcents (%)
  • le point de rosée, exprimé en degrés Celsius (°C).

L’humidité relative exprimée en % et celle qui se rencontre le plus couramment et le plus conventionnellement ; elle est aussi la plus intuitive et la plus compréhensible. Les deux autres sont plus obscures, et c’est là qu’une analogie peut aider. Imaginons donc qu’une petite masse d’air se transforme soudain en éponge dans notre main.

Dans cette éponge parfaitement sèche au départ, nous introduisons 20 grammes d’eau. Dès lors, l’éponge est devenue humide ; une personne non avertie ne pourra cependant pas savoir que cette éponge est humide, car l’eau qu’elle contient ne se voit pour l’instant pas. Dans un premier temps nous pouvons exprimer cette humidité de deux façons :

  • en disant : « l’éponge contient 20 g d’eau ». Cette façon d’exprimer l’humidité correspond au rapport de mélange en météo. A une personne qui ne verrait pas l’éponge, cette expression ne dit toutefois pas si l’éponge est « très humide » ou « peu humide ». Pour ce faire, il faut dire ce que représentent ces 20 g d’eau par rapport au volume de l’éponge, donc relativement à sa contenance.
  •  C’est ce qu’exprime l’humidité relative (en %). Si nous disons : « l’éponge à un taux d’humidité de 50 % », cela signifie qu’elle pourrait contenir deux fois plus d’eau, soit 40 g (pour l’atmosphère c’est un peu différent, le rapport entre la densité de l’air et la contenance en eau n’étant pas linéaire).

Admettons maintenant que nous  souhaitions remplir complètement cette éponge, autrement dit la saturer. Il existe deux possibilités de le faire.

  • soit nous rajoutons les 20 g d’eau qui manquent, et l’éponge contiendra dès lors autant d’eau qu’elle peut en contenir ; elle aura donc atteint son 100 % d’humidité. Toute adjonction d’eau supplémentaire se traduira par un écoulement. Dans la nature, l’adjonction directe d’humidité dans la masse d’air jusqu’à obtention de la saturation est très rarement réalisée.
  • pour saturer notre éponge, nous pouvons également diminuer son volume (nous augmentons donc sa densité) afin que sa contenance maximale en eau devienne de 20 g. Pour une quantité donnée d'eau, il existe donc un volume très précis correspondant à la saturation de l’éponge.

Il pourrait sembler que l’analogie trouve là ses limites, mais ce n’est pas le cas. En effet, à pression constante, le volume d’une masse d’air dépend de sa température. Lorsque l’on diminue la température d’une masse d’air, on diminue également le volume qu’elle occupe dans l’espace et on augmente donc sa densité. En d’autres termes, on serre l’éponge !

Le volume limite de saturation de l’éponge correspond donc dans l’analogie à une température limite de saturation de la masse d’air. Cette température limite est appelée le point de rosée ; par définition, la température du point de rosée ne peut donc jamais être supérieure à la température de l’air. Dès que les deux coïncident, la condensation a lieu. Le point de rosée est  une expression très utilisée par les services météorologiques. Il s’agit par exemple d’un paramètre important pour la prévision des orages, un point de rosée supérieur à 15°C au nord des Alpes étant un seuil auquel les météorologues sont très attentifs.

Dans la nature, la plupart des formations nuageuses ainsi que les précipitations sont produites par abaissement de la température et contraction de la masse d’air ; ce refroidissement se fait soit par rayonnement nocturne (brouillard), soit par soulèvement de la masse d’air (fronts, convection, barrage orographique, etc…). Dans ce dernier cas, la baisse de la température est liée à une diminution de la pression.

 

Commentaires (20)

  1. Schwarz, 04.05.2018, 13:16

    J’aurais aimé envoyer un commentaire, mais j’ai systématiquement un message d’alerte :
    « Erreur
    Server Feller »
    Merci quand même pour votre blog toujours intéressant

  2. Dylan Robert, 03.05.2018, 12:19

    Merci pour ces merveilleux posts!

  3. Jack Carrot, 03.05.2018, 12:18

    Belle analogie astucieuse et pédagogique , cette éponge !

  4. Claude, 03.05.2018, 10:34

    J'aime beaucoup ce genre d'explication, merci !
    A quand la suite au sujet des deux autres points ?

  5. Strebel Marco, 03.05.2018, 09:34

    Merci beaucoup pour vos explications, j'apprécie vos blogs qui sont toujours très intéressants et instructifs.

  6. seb, 03.05.2018, 08:39

    Très bien expliqué merci on va faire l'expérience avec les enfants

  7. Philippe Haake, 03.05.2018, 08:16

    Comme d’habitude, vos explications sont superbes. Un grand MERCI à toute l’équipe.

  8. HAHN Robert, 03.05.2018, 07:52

    En pouvant lire vos exposés que j'admire et qui sont très intéressants, je trouve que vous attirer d'avantages d'observateurs et c'est très bien ainsi.

  9. Richard, 03.05.2018, 07:39

    Bonjour,

    Bravo pour la brillante explication de l'humidité. Analogie réussie !

    Concernant les risques de gel printaniers, le point de rosée peut-il être un indicateur pour le prévoir ?

    Je pense par exemple aux cultures exposées à ce risque de la rive droite en Valais.

    Merci et meilleures salutations

  10. Elysa, 03.05.2018, 07:16

    Superclair, votre analogie, et très explicite! C'est un plaisir quotidien que de lire votte blog,💙💚

  11. Bichoc, 03.05.2018, 06:43

    Très bonne explication.
    L’éponge est un exemple parlant.
    Merci

  12. Gianpiero, 03.05.2018, 06:13

    Merci beaucoup pour l'article très intéressant.
    Mes connaissances du comportement de l'air n'est pas nouveau.
    Toutefois je n'arrive pas à comprendre pourquoi un point de rosée supérieur à 15°C est un seuil critique pour les météorologues.
    Plus ce point est haut et plus la condensation est retardée selon moi. Quelque chose m'échappe.
    Merci et continuer avec ces articles hyper intéressants.

  13. Bertrand, 02.05.2018, 19:37

    Bravo, c'est passionnant !
    Pouvez-vous encore expliquer un peu plus les 15C pour les orages.
    Merci

  14. Guilhem, 02.05.2018, 17:37

    Merci pour cette analogie fort parlante.
    Quand la température baisse on presse franchement l'éponge.
    A 0° un mètre cube d'air ne peut même pas contenir 4g d'eau au maximum, alors qu'à 30° il peut en contenir 27g. Soit 7 fois plus!
    Cela fait une grande différence au niveau du ressenti en été, cela s'ajoute à l'effet de la température, rendant l'atmosphère lourde avec la sensation d'être moite.

  15. René Rappaz, 02.05.2018, 17:27

    Merci pour cette belle démonstration spongieuse très instructive comme toutes vos explications météorologiques

  16. Marianne, 02.05.2018, 16:28

    C'est très instructif et tres bien expliqué . Merci beaucoup!

  17. Claude Guignard, 02.05.2018, 16:07

    La comparaison entre l'air et une eponge est très interessante. C'est une excellente image. Mais néanmoins la présence d'eau dans l'air demeure complexe. Tout d'abord parce qu'il ne s'agit généralement pas d'eau mais de vapeur d'eau. Et que, au contraire de l'éponge, la température de l'air fait varier sa possibilité de contenir de la vapeur d'eau et que cette possibilité ne varie pas proportionnellement à la température mais selon d'autres lois. En plus l'évaporation et la condensation respectivement exigent ou dégagent de la chaleur. La combinaison de tous ces paramètres est très complexe et, lorsqu'il pleut, je m'émerveille à chaque fois de ce phénomène.

  18. Joan, 02.05.2018, 15:04

    Merci pour cette information extrêmement intéressante! Géniale l’idée de la partager avec vos lecteurs!

  19. Anne-Nelly Perret-Clermont, 02.05.2018, 13:32

    Merci beaucoup pour ce blog vraiment très intéressant. J'admire aussi les procédés "pédagogiques" de vos exposés si vivants.

    1. Joan, 06.05.2018, 20:41

      Ça fait plaisir de croiser de vieilles connaissances ailleurs que dans les groupes de travail de nos disciplines! Je partage votre commentaire sur les capacités didactiques des spécialistes de la météo. Du Tessin, un grand bonjour cordial.