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Concept
Niveau d'équilibre convectif
Résumé
vignette|upright=0.75|Diagramme thermodynamique qui montre le chemin de la parcelle d'air convective par rapport à l'environnement. La surface positive représente l'énergie potentielle de convection disponible acquise sous le niveau d'équilibre et l'aire au-dessus de celui-ci est le freinage convectif.
Le niveau d'équilibre convectif est en météorologie l'altitude à laquelle la température d'une particule d'air en convection libre rejoint la température de l'air ambiant. Elle constitue le niveau où la poussée d'Archimède devient nulle, après avoir exercé une accélération depuis le niveau de convection libre. Il correspond au niveau où la parcelle d'air atteint sa vitesse maximale. Au-dessus de ce point, la température de cette dernière devient plus froide que l'environnement et elle ralentit. Le niveau d'équilibre réel est le plus souvent inférieur au niveau théorique dû à la friction et au mélange de l'air de l'environnement sur la particule en ascension.
La formation des nuages convectifs, comme les cumulus, est due à la présence d’une masse d’air humide et instable. Lorsque la température de surface augmente ou qu’un déclencheur soulève une partie de la basse troposphère, la température de la particule d’air affectée deviendra plus chaude que l’environnement. Elle sera alors moins dense et continuera son mouvement vertical selon la poussée d’Archimède. La vapeur d'eau se condensera si la saturation est atteinte. C'est ce qui forme un nuage convectif.
Tant que la particule, même après condensation d’une partie de sa vapeur d’eau, reste plus chaude que l’environnement, le courant ascendant demeure en accélération et acquiert l'énergie potentielle de convection disponible (EPCD). Lorsqu'elle atteint une altitude où la température ambiante est égale à la sienne, il n'y a plus de différence de densité et la poussée d’Archimède devient nulle. À ce point, la vitesse ascensionnelle est maximale. Par la suite, dans une atmosphère typique la particule continue la décroissance de température selon le taux adiabatique humide alors que celle de l’environnement diminue moins lentement ou reste stable.
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