Au sujet d'un truc

Posté en tant qu’invité par Francois:

Je me suis amusé à relever qq définitions du gradient de température dans différents ouvrages. Voici ce que ça donne :

A- Eléments de nivologie. Ed. ANENA page 8.
" Gradient vertical de température = T0 - T1 / e
T0 > T1 "

e épaisseur de la couche de neige
T0 température à la base
T1 température au sommet

Sur le petit crobar, la couche de neige est horizontale et e est mesuré verticalement (gradient vertical).

On peut conclure de ce qui précède :
1/ qu’il n’y a pas de gradient négatif
2/ que si e est toujours mesuré verticalement, plus la pente augmente, plus le gradient diminue

B- Guide neige et avalanche. C. Ancey. Ed. Edisud page 60.
" Gradient moyen dans la couche : G = T0 - T1 / e "

e épaisseur de la couche de neige
T0 température à la base
T1 température au sommet

Sur le petit crobar, la couche de neige est inclinée et e est mesuré normalement à la surface.

On peut conclure de ce qui précède :
1/ qu’on peut avoir un gradient négatif. (Il n’est plus question de T0 > T1. Que se passe-t-il dans ce cas-là ?)
2/ que le gradient ne change pas quand la pente varie
3/ qu’il n’est plus question de gradient vertical mais de gradient moyen. La définition ci-dessus serait donc la définition d’un gradient moyen qui lui pourrait être négatif ? bizarre, bizarre…

C- Les sports de neige. JP. Zuanon. Ed. Seuil.
" Le gradient mesure en d°C par cm ou par m la variation de température lorsqu’on s’enfonce dans le manteau neigeux "

On ne dit pas comment on s’enfonce : verticalement ? normalement à la surface ? ou en tire-bouchon ?

D- BT Nature. La Neige. Ed. Pemf anena page 16.
" Pour une couche de neige donnée, les nivologues déterminent la variation de la température par cm d’épaisseur. C’est le gradient de température (GT)
e épaisseur de la couche
T1 température au sommet
T0 température à la base
T0 > T1
Calcul du gradient de température : T0 - T1 / e = xx d°/cm "

Sur le crobar, le gradient est mesuré suivant la vertical. On se retrouve donc dans le cas A.

E- La Neige. R. Bolognesi. Ed. Nathan Nature page 15.
" …gradient thermique vertical. Celui-ci se définit comme la différence des températures relevées en deux points situées sur une même verticale, rapportée à la distance qui les sépare… "

Pas de petit crobar.

On peut conclure de ce qui précède :
1/ que plus la pente augmente, plus le gradient diminue.
2/ qu’on peut avoir un gradient négatif (que se passe-t-il dans ce cas-là ?)

F- (b] Le Risque d’Avalanche. W. Munter. Ed. CAS page 44.[/b]
" Le gradient est défini par la différence de température entre le sol et la surface de la neige, divisée par la hauteur de neige totale "

Pas de petit crobar.

On ne dit pas comment est mesurée la hauteur de neige : normalement à la surface ? verticalement ? en tire-bouchon ?
La hauteur de neige en question est ici la hauteur totale du manteau neigeux et non celle d’une couche de neige quelconque.

On peut conclure de ce qui précède que le gradient est positif ou nul vu que la température au sol est de 0° et que la température de la neige est au maximum de 0°.

G- Tout savoir (ou presque) sur la neige et les avalanches. ANENA page 7.
" Ts température de la neige au sommet de la couche
Tb température de la neige à la base de la couche
e épaisseur de la couche
GT = Ts - Tb / e en °C/m "

Sur le petit crobar, la couche de neige est horizontale et e est mesuré verticalement.

Il n’est plus question de gradient vertical, mais de gradient tout court.
Il n’est plus question de Tb > Ts.

On peut conclure de ce qui précède :
1/ qu’il peut y avoir un gradient négatif
2/ que si e est toujours mesuré verticalement, plus la pente augmente, plus le gradient diminue.

Toutes ces divergences sur le gradient, ça me fait faire des rotations de bourrique.

[%sig%]

Posté en tant qu’invité par Robert:

Une sacré discussion en perspective!
Lancer ça en fin de semaine! Moi ce we je skie, je réfléchis pas!
C’est Bubu qui va être content, et L’Hôtellier: il vont pouvoir tartiner épais!

Posté en tant qu’invité par catherine:

c’est sûr que en général, plus on s’enfonce dans le manteau neigeux, plus la température augmente.
Mais la partie haute du manteau peut s’échauffer comme on le voit bien ces jours-ci dans l’après-midi grâce à l’action du soleil et du réchauffement de l’atmosphère.
Il y a alors une inversion du gradient dans la partie haute du manteau.

bon, j’espère que Bubu et Tonton Bill vont nous faire un petit croquis !!!

De toutes façons, dans le cas d’un gradient négatif, ça m’étonnerait qu’on se trouve en configuration de fort gradient et que les gobelets se forment dans l’autre sens !!!

Posté en tant qu’invité par Jean-Luc L’Hôtellier:

Le cas F est trop simplifié, on ne peut rien en tirer au sujet de la transformation de la neige puisqu’il ne permet pas de mettre en évidence les différents gradients à l’intérieur du manteau neigeux.

Sinon ce que je pense :

• vertical ou perpendiculairement à la neige ?

Ce sont les fortes variations de températures sur de courtes distances qui provoquent les métamorphoses de la neige en faces planes puis givre de profondeur. Ce sont donc ces fortes variations qu’il faut mettre en évidence indépendament de la pente et elles pourraient passer inaperçues si on mesure verticalement, de plus l’évolution de la température de la neige se fait perpendiculairement au sol.
(Cependant sur une pente de 30° l’erreur le gradient est sous-estimé de 15% environ ce n’est pas énorme comparé aux fortes variations du gradient)

• Gradient négatif

Ca peut arriver dans de rares situations, pour une durée limitée dans le temps et le gradient doit rester proche de 0, il serait à mon avis exceptionnel qu’un fort gradient négatif puisse provoquer la formation de faces planes ou gobelets mais en théorie ça doit pouvoir se produire.

Je suis en stage neige et avalanche ce we avec JP Zuanon, je lui poserais la question. Dans ce cadre je suis justement en train de préparer une présentation de la transformation de la neige, ça tombe bien.

Posté en tant qu’invité par Archie:

Mesure du gradient: le gradient n’a pas ete inventé par les nivologues, c’est une notion de physique générale a toutes les branches de la physique.
En nivologie comme en thermodynamique, electromagnetisme ou autre, un gradient c’est un gradient, c’est a dire la variation de la grandeur mesurée ( Temperature, Volts, Gauss, carottes rapees) par rapport a la distance parcourie, en gros la derivée de la fonction f qui donne Temp=f(Distance).
Gr = dT/dD que l’on calcule approximativement par T0 - T1 / e
Comme c’est la derivee, ca veut dire que la distance parcourue se mesure par rapport a la tangente, donc (j’abrege quelques etapes, la), c’est FORCEMENT perpendiculairement aux couches du manteau, pas vertical. J’aimerai pouvoir faire un dessin, mais ca prend trop de temps au clavier.

On peut (theoriquement au moins) avoir un gradient negatif, cela signifie donc au vu de la formule que la temperature de la couche du dessus est superieure a celle de dessous. Et la moi betement, je me dis que si le sol est a 0°C, et que au dessus il fait plus chaud, ben la neige fond. Mais je dois avoir faux quelque part?

Archie

Posté en tant qu’invité par Tintin:

Archie a écrit:

On peut (theoriquement au moins) avoir un gradient negatif,
cela signifie donc au vu de la formule que la temperature de la
couche du dessus est superieure a celle de dessous. Et la moi
betement, je me dis que si le sol est a 0°C, et que au dessus
il fait plus chaud, ben la neige fond. Mais je dois avoir faux
quelque part?

ce qui est important pour la métamorphose de la neige, ce n’est pas le gradient moyen entre la base et le haut du manteau, mais le gradient (local) au niveau de la couche de neige considéré.

il y a très souvent des gradients négatifs (profil en héron par exemple) quand la couche de surface se réchauffe au lever du soleil alors que les couches un poil plus profonde sont encore froides

le seul cas où on peut avoir un gradient moyen négatif, c’est je pense avec un pergelisol qui a bien regelé en surface avant de voir la neige… ou alors un glacier froid, mais c’est plus dur de considéré la base du manteau !

Posté en tant qu’invité par catherine:

Archie a écrit:

On peut (theoriquement au moins) avoir un gradient negatif,
cela signifie donc au vu de la formule que la temperature de la
couche du dessus est superieure a celle de dessous. Et la moi
betement, je me dis que si le sol est a 0°C, et que au dessus
il fait plus chaud, ben la neige fond. Mais je dois avoir faux
quelque part?

le gradient ne se mesure pas entre le sol et sommet de la surface de la neige,
ou alors c’est une grosse approximation !
il se mesure à l’intérieur du manteau, entre des points pas trop éloignés.
Si l’on part de la base du manteau neigeux, on peut très bien avoir des températures de plus en plus négatives, puis de moins en moins négatives (tout en restant négatives) : c’est le cas d’un manteau réchauffé en surface.

Posté en tant qu’invité par Archie:

je suis bien d’accord, le gradient se mesure en un point, et pas de la couche au sol jusqu’a la surface, sinon c’est un gradient tres moyen.
cela dit, d’apres les citations de Francois, il y a un bouquin ( cas F-b]) qui dit le mesurer entre sol et surface.

Pour en revenir au gradient negatif, ca voudrait donc dire que dans une couche, la base est plus froide que l’interface vers le haut. Donc ca voudrait dire que le transfert de vapeur d’eau aurait tendance a aller vers le bas ? et donc en dessous on formerait des faces planes ?

Posté en tant qu’invité par Tintin:

Archie a écrit:

Pour en revenir au gradient negatif, ca voudrait donc dire que
dans une couche, la base est plus froide que l’interface vers
le haut. Donc ca voudrait dire que le transfert de vapeur
d’eau aurait tendance a aller vers le bas ? et donc en dessous
on formerait des faces planes ?

C’est possible…
Par contre, les faces planes sont le résultats de métamorphose de fort gradient si je ne m’abuse, donc c’est pas gagné… Par ailleurs, si tu veux avoir une métamorphose sensible, il faut du temps pour qu’elle s’effectue et je ne sais pas si les conditions de gradients négatifs se maintiennent suffisement longtemps ?

Posté en tant qu’invité par Jean-Luc L’Hôtellier:

Archie a écrit:

c’est FORCEMENT perpendiculairement aux couches du
manteau, pas vertical.

Non, pas forcément mais c’est perpendiculairement que l’on observe les plus forts gradients puisque c’est dans ce sens qu’il y a la plus courte distance entre l’air et tous les phénomènes de surfaces et le sol.

Et la moi
betement, je me dis que si le sol est a 0°C, et que au dessus
il fait plus chaud, ben la neige fond. Mais je dois avoir faux
quelque part?

Exemple :
T° au sol = 0°C
T° au dessus -10°C
T° à la surface -5°C
et tu as un gradient négatif entre la couche à -10°C et la couche à -5°C

Posté en tant qu’invité par Nicolas:

La plupart des bouquins cités présupposent des notions de maths dans leurs raisonnements… Si vous aimez pas ça shuntez ce message.

Comme l’a dit archie, un gradient c’est la variation d’une fonction dans l’espace : à tout point de l’espace on associe une valeur (ici la T°), le gradient mesure comment évolue cette valeur quand on se déplace.
A la base, c’est donc une valeur un peu compliquée, avec en un point donné 3 valeurs de base du gradient dans les 3 directions de l’espace, X, Y et Z. J’ai bien dit en UN point : le gradient mesure une variation locale, pas une moyenne de variation entre deux points éloignés.
Pour prendre l’exemple de X, le gradient selon X est égale à la différence de température entre deux points proches sur l’axe des X, divisée par la distance (relative, donc avec un signe) qui les sépare. On peut donc avoir des gradients aussi bien positifs (la T° augmente quand la coordonnée X augmente) que négatifs (c’est l’inverse, la T° diminue quand X augmente).

Dans le manteau neigeux, on peut présupposer que les seules variations sont dans le sens de l’épaisseur (ou plus exactement que la T° varie beaucoup plus dans l’épaisseur que dans un plan parallèle à la surface, où la neige est supposée localement homogène).
Du coup, on n’a plus qu’une seule des 3 valeurs du gradient qui devient prépondérante : c’est celle selon l’épaisseur.
CONCLUSION 1 : le gradient se mesure selon l’épaisseur, et pas selon la verticale.
La valeur du gradient est en effet plus élevée selon l’épaisseur que selon la verticale (même diff de T° mais distance plus petite), et on est intéressé par la valeur maximale que le gradient peut prendre.

Du point de vue de son signe, c’est une question de convention : est-ce que l’épaisseur augmente de bas en haut ou de haut en bas???

On peut prendre une convention physique : comme il a été dit, on a le plus souvent une T° négative en surface de la neige et nulle au sol. On peut prendre le gradient positif dans ce cas là, c’est à dire l’épaisseur qui augmente du haut vers le bas, pour éviter de se trimbaler un signe moins qui nous encombre (comme dirait le grand Perron).
CONCLUSION 2 :
Posons Grad = (T0 - T1) / E avec :
T0 en bas
T1 en haut
E l’épaisseur qui sépare ces 2 températures
Mais le signe de ce gradient dépend d’une convention, ne l’oublions pas…

Cela n’empêche pas que localement, ce gradient puisse varier dans les deux sens.
Je ne suis pas assez calé en nivo pour dire si le gradient interfère suffisament avec la pesanteur pour que son signe puisse induire des transformations différentes.

Bonnes randos quand même!
Nicolas, qui a des actions chez Aspro

Posté en tant qu’invité par Robert:

Vite deux doliprane.
De toutes les manières vous n’arriverez pas à savoir où ça peut vous (nous) tomber dessus.
Soyons simples: petite couche grand froid = fort gradient = faces planes ou gobelets = couche fragile pour la suite. Je sais c’est très (trop?) simple mais on voit tout de suite de quoi il s’agit.

Posté en tant qu’invité par catherine:

Robert a écrit:

Soyons simples: petite couche grand froid = fort gradient =
faces planes ou gobelets = couche fragile pour la suite. Je
sais c’est très (trop?) simple mais on voit tout de suite de
quoi il s’agit.

oui, mais même s’il ne fait pas très froid, on peut quand même avoir la formation de faces planes : par exemple si on a un manteau neigeux peu épais et constitué de neige sèche non compactée.

en tous cas, pour ce week-end, on aura sans doute plutôt des problèmes de mauvais regel nocturne !

Posté en tant qu’invité par J22:

Jean-Luc L’Hôtellier a écrit:

Je suis en stage neige et avalanche ce we avec JP Zuanon, je
lui poserais la question.

L’analyse du manteau neigeux se fait essentiellement dans le sens vertical à cause des moyens utilisés, principalement de la sonde de battage. L’erreur comise restant faible par rapport à une analyse dans le sens de la pente pour ce qui est de l’estimation du risque d’avalanche.

Posté en tant qu’invité par J22:

Robert a écrit:

De toutes les manières vous n’arriverez pas à savoir où ça peut
vous (nous) tomber dessus.

Ca c’est sûr, il n’existe aucune méthode pour ça.

Soyons simples: petite couche grand froid = fort gradient =
faces planes ou gobelets = couche fragile pour la suite. Je
sais c’est très (trop?) simple mais on voit tout de suite de
quoi il s’agit.

Je serais encore plus simple : grand froid (prolongé) = possibilité de formation de faces planes et gobelets. L’épaisseur totale de la couche n’entre pas en compte puisqu’il il peut y avoir un fort grandient près de la surface d’une couche de 3m.

Posté en tant qu’invité par J22:

Nicolas a écrit:

A la base, c’est donc une valeur un peu compliquée,

Oui, enfin… niveau CM2. Ce n’est pas par exemple plus compliqué qu’une notion de vitesse.

CONCLUSION 1 : le gradient se mesure selon l’épaisseur, et
pas selon la verticale.

En théorie oui, en pratique non mais l’erreur est faible dans les pentes généralement sondées.