MÉTÉOROLOGIE

HUMIDITÉ DE L'AIR



Résumé de la situation hydrique mondiale

Vue de l’espace, la Terre apparaît comme une sphère bleue, recouverte d’eau sur 72 % de sa surface pour un volume total estimé à 1 400 millions de Km3. De ce volume, 2,53 %, soit 35 millions de km3 est de l’eau douce.
En 4,6 milliards d’années, il a été estimé que la quantité d’eau perdue correspond à une hauteur de 3 m sur la totalité de la surface de la Terrestre.
La répartition de l'eau sur Terre est composé de :
- 97.2 % d'eau salée contenue par les océans
- 1,8 % se trouvent dans les glaciers et les calottes glaciaires.
- 0,9 % sont des eaux souterraines.
- 0,02 % d’eau douce de lacs, mers intérieures et fleuves.
Le pourcentage de vapeur d’eau dans l’atmosphère est faible : de 0 à 4 % de sa composition. Le tout ne représente que 0,001 % de l’eau de la planète.

Humidite Cycle

La répartition géographique réelle de l’eau sur la Terre montre une disparité bien éloignée de ces moyennes. La surface océanique est nettement plus importante dans l’hémisphère Sud que dans l’hémisphère Nord. Une calotte épaisse de glace couvre tout le continent antarctique, alors qu’au Nord, il n’y a, en plus de la calotte du Groenland, que la glace qui flotte sur l’océan Arctique.
Au final, l’homme ne peut utiliser que moins d’1% du volume total d’eau douce présente sur Terre, soit environ 0,028 % de l’hydrosphère.

Saturation de l’humidité de l’air

Une masse d'air ne peut pas contenir une quantité infinie de vapeur d’eau. En fonction des conditions de température et de pression, il existe un seuil de saturation au-delà duquel une partie de la vapeur d'eau retourne à l'état liquide.
Ancien hygrographe panoramique (à cheveux) Jules Richard

Humidite relative

Représentation de l’humidité de l’air

Le paramètre humidité désigne en météorologie la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air. La vapeur d'eau est l'une des formes que l'eau indispensable à la vie. Les autres sont la forme liquide (océans, lacs, pluie…) et la forme solide (glaciers, banquise, neige…). La vapeur d'eau est absolument transparente et invisible.
Il existe plusieurs façons de représenter l’humidité d’un volume d’air :
- son humidité absolue,
- son humidité relative,
- son humidité spécifique,
- son rapport de mélange,
- sa pression partielle;

L'humidité absolue désigne la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air. Elle s'exprime en gramme d'eau par mètre cube d'air (g/m3). Cette quantité est invariante, elle n'est pas soumise aux variations de la température. En effet, l'air est un mélange d'air sec et de vapeur d'eau et un mètre cube d'air contient toujours quelques grammes de vapeur d'eau. Cette masse de vapeur d'eau ne change pas si la température du volume d'air change (sous réserve qu'il n'y ait pas condensation, à savoir de transformation d'une partie de la vapeur d'eau en eau liquide). Source : Meteo-France

L'humidité relative est le rapport de la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air sur la quantité de vapeur d'eau maximale possible. C'est cette donnée que mesurent les météorologues. L'humidité relative s'exprime en pourcentage. 100 % correspond à un air saturé en vapeur d'eau (risque de nuage, pluie, brouillard, rosée ou givre), 0 % à un air parfaitement sec (cette valeur d'humidité relative n'est jamais atteinte dans la nature, pas même dans les déserts). Donc si l'humidité relative est de 50% cela signifie que l'air contient la moitié de la quantité maximale de vapeur d'eau qu'il peut contenir.
À pression constante plus la température est élevée et plus la vapeur d'eau que l'air peut contenir est importante. Inversement, quand l'air se refroidit la vapeur condense et forme des gouttelettes d'eau liquide : on dit que le seuil de la saturation augmente avec la température.
L'humidité relative d'une masse d'air varie donc avec la température de l'air. Au fur et à mesure qu'une masse d'air monte en altitude, elle se refroidit, son humidité relative augmentera également. Lorsque la température augmente, en journée, l'humidité relative diminue, alors que le contenu en eau de la masse d'air - l'humidité absolue reste inchangé. Source : Meteo-France
Relation entre la température, la teneur en vapeur d'eau et l'humidité relative

Humidite relative

L’humidité spécifique ou teneur en eau , est le rapport de la masse d'eau dans l'air sur la masse d'air humide. Contrairement à l'humidité relative ou absolue, l'humidité spécifique se conserve lors d'un changement d'altitude ou de température de la masse d'air, tant qu'il n'y a ni condensation ni évaporation. La raison est qu'un kilogramme d'air ou de vapeur reste un kilogramme, indépendamment de la pression ou de la température de l'air. Malgré cet avantage, la mesure de l'humidité spécifique est difficile et doit en général être effectuée par un laboratoire. Source : fr.wikipedia.org

Le rapport de mélange (r) d'un volume d'air désigne en météorologie le rapport de la masse de vapeur d'eau qu'il contient à la masse d'air sec. Ce rapport est un nombre sans dimension, il s’exprime en kilogrammes de vapeur d’eau par kilogramme d’air sec. Cependant, ses valeurs restant généralement très faibles, il est d'usage de les manipuler en les multipliant par 1 000, ce qui revient à l'exprimer en grammes de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec (g/kg). Source : fr.wikipedia.org
Ci-dessous : Rapport de mélange de la vapeur d'eau dans l'air en fonction de la température

Humidite rapport de melange

La pression partielle est définie comme la pression qu'exercerait le gaz s'il remplissait à lui seul la totalité du volume. . Elle correspond à la contribution de la vapeur d’eau à la pression totale du mélange des gaz qui composent l’air dans ce volume. Elle est généralement exprimée en hectopascals (hPa).

Température du point de rosée

La température de rosée Td (°C ou °F°) ou dew point ( en anglais) est la température pour laquelle la pression de vapeur saturante est égale à la pression partielle de la vapeur dans l’air humide. Ce phénomène physique est dépendant de la pression, de l'hygrométrie et de la température. Lorsque l'air a atteint la température du point de rosée à une pression donnée, la vapeur d'eau dans l'air est en équilibre avec l'eau liquide, ce qui signifie que la vapeur d'eau se condense au même rythme que l'eau liquide. Au-dessous du point de rosée, l'eau liquide commencera à se condenser sur des surfaces solides (telles que des brins d'herbe) ou autour de particules solides dans l'atmosphère (comme de la poussière ou du sel). Ce phénoméne peut se produire au cours du refroidissement nocturne ou au petit matin et provoquer de la rosée ou des brouillards.
Le diagramme de Mollier permet de déterminer le point de rosée lorsque l'on connait l'humidité relative et la température de l'air.

Humidite  diagramme Mollier

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