Chapitre 3
Quelques elements sur la
couche limite atrnospherique
Les conditions meteorologiques conditionnent pour une large part Ie niveau
de pollution dans les basses couches de la troposphere. Les polluants emis sont
en effet plus ou moins rapidement disperses selon deux phenomenes:
• Ie transport horizontal par Ie champ de vent, qui explique Ie deplacement
des polluants les plus stables sur de longues distances;
• Ie brassage vertical par la turbulence atrnospherique liee aux effets de
couche limite.
Les effets de couche limite ont principalement deux sources : dynamique avec
Ie cisaillement vertical de vent induit par la condition dadherence au sol (vent
nul), et thermique avec Ie gradient vertical de temperature (le sol est chauffe
en journee et se refroidit pendant la nuit).
La couche limite atrnospherique (CLA dans la suite; ABL pour atmospheric
boundary layer en anglais) est definie comme la partie de la troposphere directement soumise a l'influence de la surface terrestre et donc du cycle diurne
(alternance du jour et de la nuit). Son etude est donc essentielle pour la comprehension des episodes de pollution urbaine (qualite de l'air).
Un des parametres essentiels est la hauteur du volume dans lequelle brassage vertical a effectivement lieu, la hauteur de melange. Celle-ci definit en effet
Ie volume de dilution pour les polluants emis. Si m est la masse d'un polluant
emis dans un volume (initialement «propre»), de surface fixcc S et de hauteur
variable H (figure 3.1), la concentration du polluant, suppose bien melange,
est c == mj(S x H). Le niveau de la concentration est donc non seulement lie
a l'emission, mais egalement a la hauteur de dilution, qui varie en fonction des
conditions meteorologiques,
On distingue habituellement trois etats de la CLA :
• la CLA neutre;
• la CLA instable, dans laquelle les polluants sont fortement brasses par la
Quelques elements sur la
couche limite atrnospherique
Les conditions meteorologiques conditionnent pour une large part Ie niveau
de pollution dans les basses couches de la troposphere. Les polluants emis sont
en effet plus ou moins rapidement disperses selon deux phenomenes:
• Ie transport horizontal par Ie champ de vent, qui explique Ie deplacement
des polluants les plus stables sur de longues distances;
• Ie brassage vertical par la turbulence atrnospherique liee aux effets de
couche limite.
Les effets de couche limite ont principalement deux sources : dynamique avec
Ie cisaillement vertical de vent induit par la condition dadherence au sol (vent
nul), et thermique avec Ie gradient vertical de temperature (le sol est chauffe
en journee et se refroidit pendant la nuit).
La couche limite atrnospherique (CLA dans la suite; ABL pour atmospheric
boundary layer en anglais) est definie comme la partie de la troposphere directement soumise a l'influence de la surface terrestre et donc du cycle diurne
(alternance du jour et de la nuit). Son etude est donc essentielle pour la comprehension des episodes de pollution urbaine (qualite de l'air).
Un des parametres essentiels est la hauteur du volume dans lequelle brassage vertical a effectivement lieu, la hauteur de melange. Celle-ci definit en effet
Ie volume de dilution pour les polluants emis. Si m est la masse d'un polluant
emis dans un volume (initialement «propre»), de surface fixcc S et de hauteur
variable H (figure 3.1), la concentration du polluant, suppose bien melange,
est c == mj(S x H). Le niveau de la concentration est donc non seulement lie
a l'emission, mais egalement a la hauteur de dilution, qui varie en fonction des
conditions meteorologiques,
On distingue habituellement trois etats de la CLA :
• la CLA neutre;
• la CLA instable, dans laquelle les polluants sont fortement brasses par la