PFE & RAPPORT APPROCHE PAR ANALYSES EN COMPOSANTES PRINCIPALES ET SPECTRALES DE LA PLUVIOMETRIE DU CENTRE DE MADAGASCAR PDF
Introduction générale
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LES PRECIPITATIONS ET LES VENTS SOUFFLANTS SUR MADAGASCAR
I-1. Les précipitations
I-1.1 Définition des précipitations
I-1.2 Mécanismes de formation de précipitation
I-1.3 Types de précipitation
I-1.4 Régime de précipitation
I-1.5 Unité de mesure de précipitation
I-2. Les principaux vents soufflants sur Madagascar
I-2.1 Définition du vent
I-2.2 L’alizé
I-2.3 La mousson
I-3. La zone de convergence intertropicale (ZCIT)
I-3.1 Définition
I-3.2 Déplacement de la zone de convergence intertropicale
DEUXIEME PARTIE : METHODOLOGIE
Introduction
II-1. Les bases de données
II-1.1 Les hauteurs de précipitation
II-1.2 Les vitesses du vent
II-1.3 Données de réanalyse
II-2 Les outils mathématiques
II-2.1 La transformation de Fourier rapide
II-2.2 La transformation continue en ondelette (TCO)
II-2.3 L’analyse en composante principale
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Introduction
III-1. Etude générale de la pluviométrie dans notre zone d’étude
III-1.1 Etude sur la moyenne climatologique des pluies mensuelles de 1979 à 2004
III-1.2 Etablissement des cartes pluviométriques
III-2. Analyse par transformation de Fourier rapide
III-2.1 FFT de la moyenne des pluies journalières
III-2.2 FFT de la moyenne des pluies mensuelles
III-2.3 Conclusion
III-3 Utilisation des ondelettes pour l’étude de la pluviométrie
III-3.1 Utilisation des ondelettes pour l’étude de la pluviométrie de la région 1
III-3.2 Utilisation des ondelettes pour l’étude de la pluviométrie de la région 2
III-3.3 Conclusion
III-4. Utilisation de l’ACP pour l’étude de la pluviométrie
III-4.1 Utilisation de l’ACP dans la région 1
III-4.2 Utilisation de l’ACP dans la région 2
III-5 Etude de la circulation du vent
Conclusion générale
Rapport PFE, mémoire et thèse avec la catégorie PHYSIQUE
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GENERALITES SUR LES PRECIPITATIONS ET LES VENTS SOUFFLANT SUR MADAGASCAR
Les Précipitations
Définition des précipitations
En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des gouttelettes d’eau qui, ayant été soumis à des processus de condensation et d’agrégation à l’intérieur des nuages, sont devenus trop lourds pour demeurer en suspension dans l’atmosphère et tombent au sol. Les précipitations sont provoquées par un changement de température ou de pression.
Mécanismes de formation des précipitations
La formation des précipitations nécessite la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique. La saturation constitue une condition essentielle à tout déclenchement de la condensation. Divers processus thermodynamiques sont susceptibles de réaliser la saturation des particules atmosphériques initialement non saturées et provoquer leur condensation :
• saturation et condensation par refroidissement isobare (à pression constante),
• saturation et condensation par détente adiabatique,
• saturation et condensation par apport de vapeur d’eau,
• saturation par mélange et par turbulence.
La saturation n’est cependant pas une condition suffisante à la condensation qui requiert également la présence des noyaux de condensation (impuretés en suspension dans l’atmosphère d’origines variées – suie volcanique, cristaux de sable, cristaux de sel marin, combustions industrielles, pollution) autour desquels les gouttes ou les cristaux se forment.
Lorsque les deux conditions sont réunies, la condensation intervient sur les noyaux; il y a alors apparition de gouttelettes microscopiques qui grossissent à mesure que se poursuit l’ascendance, ce phénomèneconstitue le plus souvent la cause génératrice de la saturation. Les noyaux de condensation jouent en fait un rôle de catalyseur pour la formation de gouttelettes d’eau.
Pour qu’il y ait précipitations, il faut encore que les gouttelettes ou les cristaux composant les nuages se transforment en gouttes de pluie. Ce phénomène est lié à l’accroissement de ces éléments dont la masse devient suffisante pour vaincre les forces d’agitation.
Ce grossissement peut s’expliquer par les deux processus suivant :
• l’effet de coalescence. Il s’agit d’un grossissement par choc et de fusionnement avec d’autres particules. Du fait de la dispersion des vitesses, le cristal se déplace, soit en chute libre, soit par turbulence et entre en collision avec les gouttelettes surfondues ; la congélation de celles-ci augmente le volume du cristal. Il en est de même pour les gouttelettes de diamètre supérieur à 30 microns qui entrent en collision avec des gouttelettes de diamètre inférieur. Ce processus qui provoque un accroissement rapide de la dimension de ces grosses gouttelettes et donc de leur masse va augmenter leur vitesse de chute.
• l’effet Bergeron. Dans la partie du nuage où la température est négative mais supérieure à -40°C, des cristaux de glace et des gouttelettes d’eau surfondues (eau liquide avec une T°<0°C, l’eau pure ne se solidifie pas à 0°C mais en dessous de – 40°C)coexistent. Autour d’un cristal de glace, l’air est saturé à un taux d’humidité plus bas qu’autour d’une gouttelette d’eau surfondue. Suite à cette différence d’humidité, il apparaît un transfert de la vapeur d’eau des gouttelettes vers les cristaux.
Par conséquent, les gouttelettes s’évaporent tandis qu’il y a condensation autour des cristaux. Lorsque la masse du cristal est suffisante, il précipite. Si le cristal traverse une région à température positive suffisamment épaisse (souvent à partir de 300 m dans les nuages stables) et si la durée de chute le permet, il fond et donne lieu à de la pluie. Le même processus de grossissement a lieu entre deux gouttelettes à des températures différentes (la plus froide grossit au détriment de la plus chaude).
