Contribution des processus dans les pr´ ecipitations

Nous allons maintenant faire un bilan d’eau de la ligne de grains, et regarder la contri-bution respective des principaux processus. Le tableau 4.1 compare la moyenne de plu-sieurs processus au terme source du contenu en pluie. Pour ´etablir l’importance relative des diff´erents processus on a r´ealis´e la moyenne de chacun des processus pour la restitution avec le champ de vent multicellulaire et on l’a exprim´ee en pourcentage du terme source de la pluie. Le terme “Source Pluie” est la somme des moyennes des processus repr´esentant une source pour les pr´ecipitations liquides. On a calcul´e l’importance de l’accr´etion du nuage liquide par la pluie, de la fonte et de l’´evaporation en fonction du terme “Source pluie”. Bien entendu, l’´evaporation constitu´e un terme puits de la pluie. Cette contribu-tion des processus a ´et´e calcul´ee pour :

- Toute la ligne de grains (19 < X < 75km),

- La partie convective(17.5 < X < 24 km) avec la cellule de convection principale,

- La zone interm´ediaire(35 < X < 50 km) avec les deux cellules de convections secondaires, - La partie stratiforme (50 < X < 75 km).

Ligne Partie Zone Partie

de grain convective Interm´ediaire Stratiforme

Terme source 10−4 19-75 km 17.5-24 km 35-50 km 50-75 km de la pluie g.kg−1.s−1 6.7 9.0 7.9 4.5 Accr´etion % 17 52 20 2 Fonte % 68 36 63 86 Autres processus % 15 12 17 12 ´ Evaporation % - 25 -14 -22 -35

Tab.4.1 – Moyenne, sur tout le domaine, de la somme des processus source des pr´ecipita-tions (g.kg−1.s−1) et le pourcentage par rapport `a la source de pr´ecipitation de l’accr´etion du nuage liquide par la pluie, de la fonte et de l’´evaporation. Valeurs pour la restitu-tion avec le champ de vent synth´etique `a 3 cellules pour toute la ligne de grains, la zone convective, la zone interm´ediaire et la zone stratiforme.

On remarque bien que le nuage liquide ´etant principalement form´e dans les ascen-dances, l’accr´etion du nuage liquide par la pluie n’est active que dans la convection et la zone interm´ediaire. La fonte est une source importante des pr´ecipitations liquide dans la convection (36 %), mais c’est presque l’unique source des pr´ecipitations liquides dans la partie stratiforme (86 %).

La contribution relative des diff´erents processus peut se r´esumer par un sch´ema sim-plifi´e de leur importance relative par rapport `a la condensation. Pour cela on calcule la moyenne de chaque processus pour la ligne de grain, et on exprime son importance relative en pourcentage de la condensation. La figure 4.10 repr´esente la contribution des processus pour la ligne de grains dans son ensemble (en % de la condensation), alors que la figure 4.11 repr´esente la contribution des processus pour la partie convective et pour la partie stratiforme.

4.1. Restitutions microphysiques avec les champs de vent simul´es.

Fig. 4.10 – Bilan d’eau - Contributions des diff´erents processus (en % par rapport `a la condensation) dans la formation des hydrom´et´eores pr´ecipitants

La figure 4.10 met en ´evidence les trois principaux processus impliqu´es dans la forma-tion des pr´ecipitaforma-tions, `a savoir : la condensaforma-tion, le givrage ( 33 % du terme source de la pluie, mˆeme si la contribution est indirecte via la fonte) et l’accr´etion du nuage liquide (17 % du terme source de la pluie). On remarquera que l’essentiel des pr´ecipitations li-quides au niveau de la ligne de grains est apport´e par les pr´ecipitations glac´ees `a travers le processus de fonte (68 % du terme source de la pluie). Mais les r´esultats pr´ec´edents ont montr´e que les processus n’avaient pas la mˆeme importance dans la partie convective (60 % du terme source de la pluie) que dans la partie stratiforme (86 % du terme source de la pluie).

On a donc sch´ematis´e l’importance des diff´erents processus la partie convective et la partie stratiforme (cf figure 4.11). Dans la partie convective, le givrage et l’accr´etion sont pr´epond´erants, alors que dans la partie stratiforme, c’est le d´epˆot de vapeur et l’accr´etion du nuage glace qui sont pr´epond´erants, sans n´egliger le rˆole du transport des hydrom´e-t´eores depuis la partie convective, ce qui fait que la fonte des hydrom´ehydrom´e-t´eores glac´es est un processus majoritaire dans la partie stratiforme.

La condensation ´etant maximale dans l’ascendance convective, l’accr´etion du nuage liquide et le givrage des gouttelettes nuageuses sont donc tous deux tr`es actifs (respecti-vement 21 et 45 % de la condensation), cependant, la fonte n’est pas tr`es active (19 % de la condensation), ce qui signifie que le transport des hydrom´et´eores glac´es est important. Ceci peut expliquer pourquoi avec la d´etermination du type de glace pr´ecipitante en fonc-tion du contenu on ne “forme” pas de graupels dans la cellule de convecfonc-tion principale, la glace pr´ecipitante ne s’accumule pas et est transport´ee vers l’arri`ere de la ligne de grains. Une am´elioration du crit`ere de d´etermination de l’esp`ece de glace pr´ecipitante (cf section 1.4.4) serait de combiner le contenu en glace au givrage du nuage liquide qui conduit `a la formation de graupels. Dans la partie stratiforme, il n’y a pas d’ascendance, la conden-sation est donc moins active, mais surtout le givrage et l’accr´etion du nuage liquide sont minoritaires (respectivement 6 et 2.5 % de la condensation). Le terme source principal des pr´ecipitations est la fonte des hydrom´et´eores glac´es transport´es depuis la convection (148 % de la condensation). On remarquera aussi que par rapport `a la condensation, l’´evaporation est beaucoup plus importante dans la partie stratiforme que dans la partie convective.

Ces r´esultats sont conformes `a ceux ´etablis par Gamache et Houze (1983) et Chong et Hauser (1989) sur le bilan d’eau dans une ligne de grains.

Les restitutions microphysiques montrent bien que le maximum d’´evaporation se situe dans la zone convective. Mais les bilans d’eau de la figure 4.11 montrent que relativement aux terme source de la pluie, l’´evaporation est plus importante (35 %) en zone stratiforme qu’en zone convective (14 %).