Météorologie.

Olympiades mathématiques, énigmes et défis
Dlzlogic
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Météorologie.

par Dlzlogic » 02 Juin 2012, 16:48

Bonjour,
Voila le début d'une question posée il y a quelques temps.
"Les nuages recouvrent environ les deux tiers de la surface du globe, les océans étant plus couverts (avec plus de 70 %) que les terres (moins de 60 %).
Les nuages sont formés de gouttelettes sphériques d'un diamètre compris entre 8 et 200 micromètres, et comportent de 50 à 1 000 gouttelettes par centimètre-cube en moyenne.
Le liquide condensé dans les gouttelettes ne représente qu'un millionième du volume du nuage : un nuage cubique de 100 mètres d'arête contiendrait donc 1 mètre-cube d'eau.
Toute l'eau des nuages uniformément répandue à la surface de la Terre n'y formerait qu'une couche épaisse de 0,05 millimètre !
Enfin, les nuages passionnent la population : 77 % de celle-ci consulte la météo tous les jours ou presque !"

A mon avis, il y a une faute énorme. Qu'en pensez-vous ?



Skullkid
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par Skullkid » 02 Juin 2012, 17:21

En ce qui concerne les résultats qu'on obtenir mathématiquement à partir des données fournies dans l'article, je ne vois pas d'erreur ni de contradiction... sauf peut-être un "en moyenne" qui manquerait pour parler de la fraction volumique du nuage occupée par les gouttelettes, m'enfin c'est très fortement sous-entendu.

Après si tu fais référence à une erreur dans les données, je suis pas allé les vérifier...

Dlzlogic
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par Dlzlogic » 02 Juin 2012, 17:34

Pour moi, il y a une erreur (et même plusieurs) d'ordre de grandeur et non de détail de formulation.

Skullkid
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par Skullkid » 02 Juin 2012, 18:23

Dans ce cas on peut détailler les ordres de grandeur :

Dlzlogic a écrit:Les nuages recouvrent environ les deux tiers de la surface du globe, les océans étant plus couverts (avec plus de 70 %) que les terres (moins de 60 %).


En considérant que 70% de la surface de la Terre est recouverte par les océans, ça donne que les nuages couvrent en gros 0,7*0,7 + 0,6*0,3 = 0,67 = 67% de la surface de la Terre, ce qui est bien proche de 2/3.

Dlzlogic a écrit:Les nuages sont formés de gouttelettes sphériques d'un diamètre compris entre 8 et 200 micromètres, et comportent de 50 à 1 000 gouttelettes par centimètre-cube en moyenne.
Le liquide condensé dans les gouttelettes ne représente qu'un millionième du volume du nuage : un nuage cubique de 100 mètres d'arête contiendrait donc 1 mètre-cube d'eau.


50 gouttelettes de 8 micromètres de diamètre par centimètre-cube ça donne une fraction volumique eau/nuage de 10^(-8). Avec 1000 gouttelettes de 200 micromètres de diamètre par centimètre-cube ça donne 4*10^(-3). L'article dit ensuite que cette fraction vaut généralement 10^(-6), qui est bien compris entre 10^(-8) et 4*10^(-3).

Un millionième du volume du cube de 100 mètres d'arête ça fait bien 1 mètre-cube.

Dlzlogic a écrit:Toute l'eau des nuages uniformément répandue à la surface de la Terre n'y formerait qu'une couche épaisse de 0,05 millimètre !


En prenant le rayon de la Terre égal à la louche à 6500km, le volume d'une couche d'eau de 0,05 millimètre à sa surface vaut 3*10^10 mètres-cube. En prenant en compte le fait que l'eau ne représente qu'un millionième du volume des nuages, ça voudrait dire qu'il y a 3*10^16 mètres-cube de nuages dans l'atmosphère.

Les nuages vivent entre 0 et 10000 mètres d'altitude, le volume de cette région vaut 5*10^18 mètres-cube, il y a donc assez de place pour caser les 3*10^16 mètres-cube de nuages. Il est dit de plus que les nuages couvrent 2/3 de la surface de la Terre, ils doivent donc rentrer dans 3*10^18 mètres-cube, ce qui est encore cohérent avec le texte et donnerait une densité linéique verticale de nuages de l'ordre de 1%, ce qui ne semble pas absurde.

Dlzlogic a écrit:Enfin, les nuages passionnent la population : 77 % de celle-ci consulte la météo tous les jours ou presque !


Ça ne semble pas absurde non plus.

Dlzlogic
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par Dlzlogic » 02 Juin 2012, 18:47

Donc, le chiffre qui me chagrine c'est l'épaisseur de la lame d'eau si elle se retrouvait au sol.
La pluviométrie est assez variable, ça peut aller de 400 mm à 5000 mm par an.
Considérons une valeur de 700 mm/an, qui n'est pas trop bête.
La durée d'une pluie est de l'ordre de la journée. Donc toujours pour des ordres d'idée, pour une pluie continue sur toute l'année la quantité journalière serait 2 mm.
C'est valeur est d'ailleurs l'ordre d'idée de l'évaporation.
Les quantités maximale de pluie sont chez nous de 50 mm à 200 mm par jour, mais l'évènement pluvieux peut durer beaucoup moins longtemps que 24 heures.
Donc à mon avis, l'eau en suspension dans l'atmosphère est beaucoup plus importante que 0.05 mm.

Puisqu'on est dans la théorie, il est dit que l'eau est sous forme de gouttelettes, donc à l'état liquide. Lorsqu'elle quitte le sol, elle est à l'état gazeux, c'est de la vapeur d'eau. A quel moment elle se condense, pourquoi, qu'y a-t-il entre 2 gouttes d'eau ? Tout ça j'en sais rien. Mais j'ai posé la question, il est vrai que les nuages sont formés d'eau liquide. Mais j'en sais pas plus.

Autre chiffre un peu bizarre 77% des gens regardent la météo. Je pense que ceux qui vivent dans des régions au climat non océanique s'en fichent pas mal de la météo. Mais encore une fois, ce n'est que mon avis personnel.

Skullkid
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par Skullkid » 02 Juin 2012, 20:00

Dlzlogic a écrit:Donc, le chiffre qui me chagrine c'est l'épaisseur de la lame d'eau si elle se retrouvait au sol.
La pluviométrie est assez variable, ça peut aller de 400 mm à 5000 mm par an.
Considérons une valeur de 700 mm/an, qui n'est pas trop bête.
La durée d'une pluie est de l'ordre de la journée. Donc toujours pour des ordres d'idée, pour une pluie continue sur toute l'année la quantité journalière serait 2 mm.
C'est valeur est d'ailleurs l'ordre d'idée de l'évaporation.
Les quantités maximale de pluie sont chez nous de 50 mm à 200 mm par jour, mais l'évènement pluvieux peut durer beaucoup moins longtemps que 24 heures.
Donc à mon avis, l'eau en suspension dans l'atmosphère est beaucoup plus importante que 0.05 mm.


Je vois pas en quoi tu contredis l'article, qui ne dit rien sur la fréquence des pluies ni sur la vitesse de formation des nuages. Tout ce que tu dis c'est que si la Terre était sous une pluie permanente, il faudrait que la couche de nuages se renouvelle entièrement 40 fois par jour. Et alors ?

Si tu fournissais des sources où un modèle fiables (ton opinion ne rentre pas dans ces catégories) qui disent par exemple "si la Terre était sous une pluie permanente, la couche de nuage ne devrait se renouveler qu'une ou deux fois par jour", là tu aurais une contradiction avec l'article. Pour l'instant tu n'as rien de cela. Tout ce que tu dis c'est que la couche nuageuse perd en moyenne 2 mm d'eau par jour, et qu'elle en gagne autant via l'évaporation, ça ne permet de tirer absolument aucune information sur la quantité moyenne d'eau dans la couche nuageuse. Nulle part tu ne parles de la fréquence à laquelle les gains et pertes se produisent, et c'est pourtant cette fréquence qui va réguler la quantité moyenne d'eau dans la couche nuageuse. Prends l'exemple suivant :

Je lis sur le site de Météo France qu'une pluie modérée en France c'est en gros 5 mm/heure. Je lis sur cette carte que la France reçoit en gros 700 mm/an, soit 15 mm/semaine, soit 3h de pluie modérée par semaine. Il y a 168 heures dans une semaine, ça laisse 165 heures par semaine aux nuages pour stocker de l'eau. Selon la répartition des pluies dans la semaine, ça peut donner plein de valeurs différentes pour la quantité moyenne d'eau dans le ciel. Si on suppose qu'il y a 1 pluie qui déverse 1,25 mm d'eau en 15 minutes toutes les 14 heures, ça donne en moyenne 0,75 mm d'eau dans le ciel. Si on suppose 1 pluie qui déverse 15 mm en 3 heures toutes les 168 heures, ça donne une moyenne de 7,5 mm d'eau dans le ciel.

Dlzlogic a écrit:Puisqu'on est dans la théorie, il est dit que l'eau est sous forme de gouttelettes, donc à l'état liquide. Lorsqu'elle quitte le sol, elle est à l'état gazeux, c'est de la vapeur d'eau. A quel moment elle se condense, pourquoi, qu'y a-t-il entre 2 gouttes d'eau ?


Au hasard, l'eau se condense parce qu'il fait froid, et entre les gouttes il y a du gaz (air, eau, ...).

Dlzlogic
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par Dlzlogic » 02 Juin 2012, 20:37

J'observe qu'encore une fois j'ai et tort d'essayer de dialoguer.

Skullkid
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par Skullkid » 02 Juin 2012, 21:38

Bah on a dialogué là, ton objection ne faisait pas partie de celles que j'avais listées dans mon second post, j'ai donc dû y réfléchir avant de répondre. Note aussi que je n'ai pas dit que le texte avait raison, j'ai dit que tu n'as pas montré qu'il a tort. Si ça se trouve en cherchant sur le net on peut trouver des chiffres plus fiables qui le contredisent, je n'en sais rien.

Après on pourrait s'inquiéter du fait que si on te dit "J'ai un gros bocal rempli d'un certain volume initial d'eau que je peux remplir et vider à ma guise. En un an passé à vider et remplir le bocal à ma guise, je m'aperçois que j'ai prélevé autant d'eau que j'en ai rajouté", tu penses pouvoir calculer le volume d'eau moyen présent dans le bocal sur l'année...

Dlzlogic
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par Dlzlogic » 03 Juin 2012, 19:12

On non, je fais un calcul arithmétique simple. Il s'évapore continuellement 2mm/jour.
Il pleut non régulièrement en moyenne 2 mm/jour.
La quantité d'eau stocké entre deux pluies évaluée à 0.05 mm me parait un peu faible.
Je parierais plutôt pour 0.05 mètres, c'est à dire 5 cm au lieu de 5/100 mm.
Si ça t'intéresse de savoir comment on évalue les pluies, tu peux consulter mon site.
http://www.dlzlogic.com.
A ma connaissance, il n'y en a pas d'autre qui propose ces outils gratuits et en interactif.
Mais si tu en trouve un ou plusieurs autres, l'info m'intéresse.

Skullkid
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par Skullkid » 03 Juin 2012, 22:11

Dlzlogic a écrit:On non, je fais un calcul arithmétique simple. Il s'évapore continuellement 2mm/jour.
Il pleut non régulièrement en moyenne 2 mm/jour.
La quantité d'eau stocké entre deux pluies évaluée à 0.05 mm me parait un peu faible.


Mais où lis-tu que la couche nuageuse stocke 0,05 mm d'eau entre deux pluies ? 0,05 mm c'est la quantité d'eau présente en moyenne dans la couche nuageuse. Décidément t'as pas mal de problèmes de français...

Le bocal ne te convainc pas, on va prendre un exemple un peu plus ras-les-pâquerettes : on a un grand bâtiment qui a une porte d'entrée et une porte de sortie. Chaque heure, 10 personnes rentrent dans le bâtiment et 10 personnes sortent du bâtiment. Combien y a-t-il, en moyenne sur une heure, de personnes dans le bâtiment ?

Dlzlogic
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par Dlzlogic » 04 Juin 2012, 10:49

Skullkid a écrit:Mais où lis-tu que la couche nuageuse stocke 0,05 mm d'eau entre deux pluies ? 0,05 mm c'est la quantité d'eau présente en moyenne dans la couche nuageuse. Décidément t'as pas mal de problèmes de français...

Le bocal ne te convainc pas, on va prendre un exemple un peu plus ras-les-pâquerettes : on a un grand bâtiment qui a une porte d'entrée et une porte de sortie. Chaque heure, 10 personnes rentrent dans le bâtiment et 10 personnes sortent du bâtiment. Combien y a-t-il, en moyenne sur une heure, de personnes dans le bâtiment ?

Parfait ton exemple,
Chaque minute une personne entre dans le bâtiment. A la fin de la journée, tout le monde sort d'un coup, Combien faut-il de chaise pour que tout le monde puisse s'assoir ?

Toi, tu dis que 5/100 mm c'est le bon ordre d'idée.
Mais serais-tu donc le seul à avoir une opinion sur ce forum, ou alors a partir du moment où tu as fait l'analyse de la question, personne d'autre n'ose réagir ?

Matt_01
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par Matt_01 » 04 Juin 2012, 12:31

Skullkid a écrit:Je pense que je suis le seul qui ait suffisamment de temps à perdre pour continuer à essayer de te corriger quand tu dis des inepties...

Tu dis n'importe quoi ! :we:

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par Skullkid » 04 Juin 2012, 12:44

Au temps pour moi alors ):

Dlzlogic
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par Dlzlogic » 04 Juin 2012, 13:05

Skullkid a écrit:Au temps pour moi alors ):

A propos de français, moi, j'aurais écrit "Autant pour moi". Mais je ne suis plus sûr de rien.

Matt_01
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par Matt_01 » 04 Juin 2012, 13:09

Arf j'sais plus où est l'ironie maintenant ...
Dlzlogic : il me semble qu'on ne sait pas vraiment d'où cette expression vient à la base, et qu'alors on autorise les deux écritures.

Sylviel
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par Sylviel » 04 Juin 2012, 13:11

Merci de répondre aux questions posées, ce sont des indications pour vous aider à résoudre vos exercices.

beagle
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par beagle » 04 Juin 2012, 13:11

http://fr.wikipedia.org/wiki/Au_temps_pour_moi

mais ici, la langue française a ceci de merveilleux,
que Skullkid parle du temps qu'il fait, de la pluie et du beau temps!
L'important est de savoir quoi faire lorsqu'il n' y a rien à faire.

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fatal_error
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par fatal_error » 04 Juin 2012, 13:21

Mais serais-tu donc le seul à avoir une opinion sur ce forum, ou alors a partir du moment où tu as fait l'analyse de la question, personne d'autre n'ose réagir ?

Je crains que plus grand monde de ceux qui te connaissent sur ce forum n'aient envie de te lire. Ton attitude trollesque me fait meme me demander si tu ne serais pas un troll. Mais j'ai pas trop la foi pour chercher.
Des propos un peu crus mais qui jespere te feront reagir (en bien) quant a ton comportement si tant est que tu sois bien Pierre Dolez, le dit geometre aux 30 annees d'experience...
la vie est une fête :)

Elerinna
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Le volant agile, filé, serré ...

par Elerinna » 04 Juin 2012, 13:44

Et l'effet papillon est d'envergure entre les deux dernières envolées en menuet de Oui-Oui au taxi de Joe.

Skullkid
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par Skullkid » 04 Juin 2012, 14:33

fatal_error a écrit:[...] si tant est que tu sois bien Pierre Dolez, le dit geometre aux 30 annees d'experience...


Malheureusement c'est pas incompatible, il suffit de passer 30 ans à faire la même chose, et puis c'est pas comme si "Pierre Dolez" était le nom d'un scientifique particulièrement connu ou reconnu...

Puisqu'on a parlé de linguistique, en suédois ils ont un mot exprès pour désigner une personne au domaine de compétences tellement étroit qu'elle est incapable de mettre ses connaissances en perspective et de s'adapter au moindre changement de paradigme : "fackidiot" ("Fachidiot" pour ceux qui préfèrent l'allemand). Bon, la différence c'est que le terme implique qu'il y a quand même expertise dans ledit domaine de compétences, ce que Dlzlogic n'a pas encore su démontrer sur ce forum, mais sait-on jamais...

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