Gradients verticaux de température et combinaisons des éléments du temps - article ; n°465 ; vol.84, pg 526-542

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Annales de Géographie - Année 1975 - Volume 84 - Numéro 465 - Pages 526-542
Vertical temperature gradients and weather elements combinaison.
The author has measured the hourly temperature gradients between the surface and 300 ft at four levels, over a one-year period at Quebec City. These hourly observations have been grouped into 9 classes, and the fluctuations during the day have been analyzed by class. As a result, 7 types of daily soundings are determined based on combinations of diurnal and nocturnal gradients.
These types of soundings are compared with the synoptic situations. The results of the two classifications are very similar.
Finally, the author studies the mean weather conditions for each type of sounding and show by calculating the conditional probabilities under what circumstances it is possible to deduce a type of sounding given sunshine and humidity data, and the daily range of temperature.
L'auteur ayant mesuré, pendant une année, à Québec, les gradients horaires de température à 4 niveaux entre le sol et 300 pieds, classe d'abord ses observations horaires en 9 catégories dont il analyse les fluctuations au cours de la journée. Il détermine ainsi 7 types de sondages journaliers qui diffèrent par la façon dont les gradients horaires diurnes et nocturnes se combinent.
Il compare ensuite ces types de sondages avec les situations synoptiques. Les deux classements donnent des résultats fort proches.
Enfin, il étudie les conditions moyennes du temps pour chaque type de sondage et montre, en faisant appel au calcul des probabilités conditionnelles, sous quelles conditions on peut déduire un type de sondage à partir de l'insolation, l'humidité et l'amplitude journalière de température.
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Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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Publié le 01 janvier 1975
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André Hufty
Gradients verticaux de température et combinaisons des
éléments du temps
In: Annales de Géographie. 1975, t. 84, n°465. pp. 526-542.
Abstract
Vertical temperature gradients and weather elements combinaison.
The author has measured the hourly temperature gradients between the surface and 300 ft at four levels, over a one-year period
at Quebec City. These hourly observations have been grouped into 9 classes, and the fluctuations during the day have been
analyzed by class. As a result, 7 types of daily soundings are determined based on combinations of diurnal and nocturnal
gradients.
These types of soundings are compared with the synoptic situations. The results of the two classifications are very similar.
Finally, the author studies the mean weather conditions for each type of sounding and show by calculating the conditional
probabilities under what circumstances it is possible to deduce a type of given sunshine and humidity data, and the
daily range of temperature.
Résumé
L'auteur ayant mesuré, pendant une année, à Québec, les gradients horaires de température à 4 niveaux entre le sol et 300
pieds, classe d'abord ses observations horaires en 9 catégories dont il analyse les fluctuations au cours de la journée. Il
détermine ainsi 7 types de sondages journaliers qui diffèrent par la façon dont les gradients horaires diurnes et nocturnes se
combinent.
Il compare ensuite ces types de sondages avec les situations synoptiques. Les deux classements donnent des résultats fort
proches.
Enfin, il étudie les conditions moyennes du temps pour chaque type de sondage et montre, en faisant appel au calcul des
probabilités conditionnelles, sous quelles conditions on peut déduire un type de sondage à partir de l'insolation, l'humidité et
l'amplitude journalière de température.
Citer ce document / Cite this document :
Hufty André. Gradients verticaux de température et combinaisons des éléments du temps. In: Annales de Géographie. 1975, t.
84, n°465. pp. 526-542.
doi : 10.3406/geo.1975.19821
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/geo_0003-4010_1975_num_84_465_19821verticaux de température Gradients
et combinaisons des éléments du temps
par André Hufty
Département de géographie
Université Lavai Québec
Introduction
II semble que la climatologie fran aise vue par des géographes se
soit surtout1 développée suivant deux orientations extrêmes la clima
tologie analytique basée sur les moyennes des éléments et une méthode
synthétique reposant sur emploi des cartes synoptiques
Il est possible de concilier les deux points de vue au moins sur
des aspects particuliers ainsi que nous allons essayer de le montrer
dans les pages qui suivent
Nous avons abord essayé de classer des sondages dans les basses
couches de atmosphère le long de la tour de télévision du plateau
de Sainte-Foy près de Québec pour résoudre des problèmes de pollu
tion de air puisque cette dernière dépend de la manière dont les
PAGNEY La climatologie fran aise et le Congrès de Montréal où auteur nous
dit également sans préciser que de nombreux auteurs ont choisi une voie moyenne Le débat
est ailleurs fort restreint dans cet article car enfin une climatologie de langue fran aise existe
en dehors de la France et est ailleurs montrée aussi originale que cette dernière au Congrès
de Montréal et de plus il existe des climatologues excellents en France en dehors de la
géographie commencer par la Météorologie Nationale et Institut National de Recherches
Agronomiques..
La communication parue sous notre signature été écrite la suite de conversations
intervenues lors du congrès de Montréal en 1972 entre climatologues de langue fran aise Son
but était simplement de rappeler la position de synthèse prise désormais par bon nombre de
climatologues géographes fran ais égard des deux grandes tendances climatologie analy
tique et climatologie synthétique qui se sont encore récemment exprimées dans leur pays
Cette précision nous fournit occasion de souligner la contribution majeure André Dauphine
apporte justement effort de synthèse évoqué plus haut avec étude des Précipitations des
midis fran ais Cette étude qui appuie sur les récents développements de la statistique
soulèvera certainement lors de sa diffusion de larges débats Elle fond en tout cas climatologie
analytique et synthétique dans le même moule et tend ainsi au niveau de vastes
ensembles spatiaux et temporels vers le but poursuivi ici par André Hufty Note de PAGNEY) VERTICAUX DE TEMP RATURE 527 GRADIENTS
polluants vont se disperser horizontalement les vents et verticalement
les gradients verticaux de température Les mesures ont été pour
suivies pendant une année complète mais elles sont coûteuses et néces
sitent un entretien constant de appareillage Il nous semblé inté
ressant de les évaluer par une méthode indirecte partir des situations
synoptiques ou des éléments du temps journaliers une station de
surface
Mais faire cette évaluation est précisément établir des liens entre
une étude synoptique sondages et cartes du temps et une analyse des
éléments séparés du climat Nous allons examiner en détail les étapes
successives du travail effectué
Classement des sondages horaires des températures fig
Les gradients horaires de température ont été mesurés entre les
niveaux respectifs suivants le sol et 100 pieds 100 pieds et 200 pieds
200 et 300 pieds Les résultats obtenus pour chaque mesure ont été
TABLEAU
Fréquences annuelles des catégories de sondages horaires
Catégories Combinaisons Fréquences en an Pourcentages
999 116
1103 128
QQC
2405 237
823 95
îä
li 09
482 56
autres cas 775 90
Symboles employés
gradients observés entre et 100 pieds 100 et 200 200 et 300
inversion Aa
adiabatique
suradiabatique Cc ANNALES DE OGRAPHIE
FIGURE
CAT GORIES DE SONDAGES HORAIRES QU BEC
300
Altitude en pieds 200 Surodiabotique
100
Inversion ou isothennie
Températures
Les chiffres renvoient aux catégories GRADIENTS VERTICAUX DE TEMP RATURE 529
partagés en trois classes isothermie ou inversion adiabatique gradients
de 01 03 et suradiabatique gradients 04 par 100 pieds
En combinant les trois tranches de sondages et les trois classes de
gradients on obtient 27 profils de sondage possibles entre le sol et
300 pieds il est permis de regrouper en catégories tableau 1)
TABLEAU
Fréquences au cours de la journée en
des catégories de sondage horaire
oro *
de sondages 0-5 6-8 9-14 15-18 19-23
journaliers
23 21
18 15 20
15 18
27 26 13 30 27
11 23 12
13 34
11
2697
14 11
Le tableau nous montre que les gradients stables dominent
pendant la nuit mais ils diminuent rapidement après le lever du
soleil Pendant les premières heures du jour de heures en été
vers heures en hiver) on observe une période de transition gradients
adiabatiques ou divers) suivie par une hausse rapide de instabilité
qui se maintient la fin de après-midi 15 heures en hiver
heures en été) pour faire place une nouvelle période de transition
gradients adiabatiques)
Regroupement des sondages horaires en types de sondages
journaliers
En comparant les sondages horaires on aper oit que le nombre
évolutions observées pendant une journée est assez restreint où
idée de regrouper les journées qui connaissent les mêmes évolutions
de sondages horaires
Ce travail est fort long et doit se faire par approximations suc
cessives on ne dispose aucun classement préalable Le docu-
Divers procédés de regroupement des sondages ont été utilisés le grouping statis
tique programme mis au point notamment par Tobler Université du Michigan permet de
dégrossir le paquet informations Ce programme automatique regroupe abord les journées
dont les catégories sont les mêmes ou ne diffèrent que une unité puis il rattache progres-
ANN DE OG LXXXIVt ANN 34 ANNALES DE OGRAPHIE
FIGURE
TYPES DE SONDAGES JOURNALIERS QU BEC

1-4 VI

Xv
1-4
évolution Ligende Type voir de La journalière figure sondage figure pour montre de et sondages les Jour Fin des traces Nuit du exemples horoires our VERTICAUX DE TEMP RATURE 531 GRADIENTS
ment de base disponible pour chaque jour pendant un an est une
série de 24 chiffres qui représentent les 24 sondages horaires suivant les
catégories déjà définies
Les bases du classement sont apparues progressivement Il agit
principalement de combiner les sondages diurnes et nocturnes avec
ceux des périodes de transition
Nous avons pu repérer 17 types de sondages journaliers avec des
individus très homogènes intérieur des groupes Une telle diversité
reflète bien la réalité mais est difficile manier en pratique est
pourquoi nous avons ramené nos groupes types de sondages
principaux nettement différenciés les uns des autres
Les sept types principaux sont les suivants fig
Type hivernal vents ouest Pendant la nuit on observe soit
un gradient horaire de classe inversion limitée aux basses
couches soit un sondage de classe avec un gradient suradia-
batique en altitude Pendant la journée on presque toujours
un gradient suradiabatique au sommet Au total est une masse
air instable qui se stabilise la base pendant la nuit Il est très
rare observer une couche stable 300 pieds
Type vent ouest du printemps automne Inversion de nuit
étendant souvent 300 pieds et probablement au-delà
et instabilité dans les basses couches pendant la journée Le passage
jour-nuit se fait graduellement par les sondages horaires
un peu avant le coucher du soleil La transition matinale est plus
brève
Type vent est qui ressemble un peu au précédent mais la
stabilité générale de la masse air doit être plus grande car on
observe très souvent un niveau stable de 200 300 pieds la fin
de après-midi
Type vent est sondage horaire adiabatique pendant toute
la journée parfois interrompu par des gradients plus stables
Type vent est sondage adiabatique de nuit et instable de
jour la base
Les vents viennent de ouest air est stable pendant la nuit
moins toutefois que dans le deuxième type car on remarque souvent
des heures avec des gradients adiabatiques Instabilité de jour mais
sivement toutes les autres Le dépouillement des résultats est cependant fort long et le même
poids est évidemment attaché chaque chiffre Le classement la main Il faut abord
réduire le nombre de classes puis faciliter analyse visuelle par un procédé technique colorier
les catégories perforer des cartes etc la solution finalement retenue été la perforation
automatique de trous sur des IBM de couleur et examen de ces cartes la lumière
Pour aller plus rapidement on peut tenir compte de certains éléments du temps par exemple
la direction du vent tout simplement parce que les premiers groupes formés ont montré des
directions de vent fort homogènes en effet Québec les masses air vent est ont des
caractéristiques très différentes de celles qui viennent de ouest ANNALES DE OGRAPHIE 532
souvent interrompue par des gradients adiabatiques parfois des
gradients stables
Vents ouest Certains cas ressemblent au cinquième type mais
la plupart des cas montrent soit des adiabatiques entre et
du matin avec stabilité de 18 24 heures soit inverse mais moins
souvent De jour instabilité domine
TABLEAU
Fréquences de certains sondages horaires
quatre heures de la journée
pour les sept types de journaliers
Sondages 12 16 21 horaires
Type 27 cas
1-2-3 10 13
5-6 18
12
Type 72 cas
1-2-3 71 66
23
5-6 57 29
Type 29 cas
1-2-3 26 27
5-6 13
11 12
Type 33 cas
1-2-3 11 10
17 15 19 18
5-6
Type 37 cas
1-2-3 11
19 13 23
5-6 26 12
Type 37 cas
34 33 11 1-2-3
13
18 5-6
Type 63 cas
22 1-2-3 16
27 35 34
56 20 5-6
Les chiffres correspondent aux sondages horaires du tableau GRADIENTS VERTICAUX DE TEMP RATURE 533
Comparaison des types de sondages journaliers avec les condi
tions moyennes du temps
Les données proviennent des observations météorologiques de la
station de aéroport de Québec Toutes les journées dont le type de
sondage était le même ont été groupées et les statistiques moyennes
ont été calculées pour la vitesse du vent amplitude de température
écart la moyenne de température pour une date donnée le rapport
ensoleillement les précipitations et humidité relative
TABLEAU
Conditions moyennes du temps pour les journées
qui ont le même type de sondage
Valeurs moyennes des paramètres
Types de
sondages
journaliers
38 71 WSW 15.2 13.0* 78 0.6 57 035 020
16 56 2.0 70 0.2 66 045 23.6
ENE 0.0 63 040 36 24.7 2.3 73 010
23 77 0.1 84 030 8.8 46.2
21 68 ENE 13.1 0.3 24 10.8 77 035 020
15 54 WSW 18.1 3.3 26 24.6 77 045 030
19 65 14.5 1.0 38 9.3 73 040 025
Tous les cas 19 61 17.4 1.6 45 70.9 042 022
Ecarts-types
fréquences en
19 21 4.8 5.7 20 74 27
14 16 5.7 5.7 18 107 72 24
11 12 5.2 5.6 15 98 29 10
19 36 5.2 8.6 75 33 11
17 29 5.9 7.0 25 110 37 12
15 24 5.7 7.3 23 77 37 12
16 23 5.4 7.1 29 90 63 21
Tous les cas 17 26 7.5 7.7 34 121 298 100
Paramètres utilisés
indice de constance du vent basé sur la formule
24 Fi
ou Fi et Fa sont les fréquences en 24 heures des deux
directions dominantes du vent et le nombre de changements de
direction du vent au moins 1/8 de tour observés en 24 heures 534 ANNALES DE OGRAPHIE
vitesse moyenne du vent 300 pieds en 24 heures en m/sec
direction du vent
amplitude journalière de la température en
différence entre la température moyenne une journée donnée et
la moyenne pondérée des températures observées pour la même
date pendant 20 ans en
rapport ensoleillement en
précipitations journalières en centièmes de pouce
humidité relative en
exposant de la formule
v2 où 30 mètres et
2= 91
Le premier chiffre est exposant de heures du matin et
le second de 11 13 heures
Ce tableau va nous aider compléter la physionomie de chacun
des types de sondages journaliers
Le premier se caractérise par une température très basse une
humidité relative très faible et une humidité absolue également
très basse ensoleillement est élevé et les vents forts constants
ouest sud-ouest nord-ouest Il correspond des masses air
froides continentales hiver probablement de bordure anticyclo
nique Les types et ont de fortes amplitudes journalières de
températures une insolation élevée une faible humidité relative
et des vents faibles et variables
Les types et sont des temps couverts précipitations abon
dantes et forte humidité de air la température varie peu au
cours de la journée le vent est stable ENE et assez rapide Les
conditions du type sont plus nettes que celles du type
Le type une nébulosité variable des précipitations abondantes
une forte humidité est un temps plus chaud que la moyenne avec
des vents plutôt faibles et variables SW
Le type également une couverture nuageuse variable il est
un peu plus sec moins perturbé plus ensoleillé plus froid et plus
venteux que le type précédent Les vents viennent WSW WNW