Le climat

Le climat - The climate

Le climat correspond aux conditions météorologiques moyennes (températures, précipitations, ensoleillement, humidité de l’air, vitesse des vents, etc.) qui règnent sur une période donnée durant une longue période (>30 ans).

The difference between weather and climate is a measure of time. Weather is what conditions of the atmosphere are over a short period of time, and climate is how the atmosphere "behaves" over relatively long periods of time. When we talk about climate change, we talk about changes in long-term averages of daily weather.

Source:http://www.nasa.gov/mission_pages/noaan/climate/climate_weather.html#.VMFylnt2D9Q

Paramètres météorologiques observés par météo France :

Source : http://www.meteofrance.fr/prevoir-le-temps/observer-le-temps/parametres-observes

La température - The temperature

Pour déterminer la grandeur physique de la température, plusieurs échelles ont été définies.

En France et dans la majorité des pays on utilise le degré Celsius. Le 0°C de cette échelle correspond au point de congélation de l'eau, et le 100°C au point d'ébullition de l'eau. Son nom est emprunté à l'astronome et physicien suédois Anders Celsius (1701-1744). Il a inventé en 1742 une des premières échelles centigrades de température basée sur les mêmes points de référence mais inversés : 0 correspondait au point d'ébullition de l'eau, 100 à son point de congélation !

L'actuelle unité internationale de température, le kelvin (K), est utilisée par les scientifiques. Par convention, le zéro de l'échelle kelvin (0 K) est le zéro absolu, c'est-à-dire la température la plus basse possible dans l'univers. A cette température il n'y a plus aucune agitation moléculaire. Cette échelle possède un seul point de référence : la valeur particulière du point triple de l'eau à 273,16 K. Il correspond aux conditions dans lesquelles coexistent les trois états : liquide, solide et gazeux. Un écart de un kelvin correspond très exactement à un degré Celsius. 0°C = 273,16 K = 32 F (Fahrenheit)

La pression – The pressure

Le poids de l'air exerce à la surface de la Terre une force, c'est la pression atmosphérique. Ainsi, une colonne d'air de section 1 m2, du sol jusqu'au sommet de l'atmosphère, a une masse de 10 000 kg soit la masse d'environ huit automobiles. C'est un peu comme si, à chaque instant, nous avions l'équivalent de 10 mètres d'eau sur nos épaules !

L'unité de pression utilisée en météorologie est l'hectopascal (hPa). Autrefois, on employait le millibar (mb) ou encore le millimètre de mercure (mmHg).

Torricelli, en 1643-1644, a retourné dans une cuvette de mercure des tubes de diamètres différents remplis du même liquide pour constater que le niveau de mercure obtenu était toujours le même quel que soit le diamètre des tubes : 760 millimètres. Le poids de la colonne de mercure venant équilibrer celui de la colonne d'air au-dessus de la cuvette : c'est le premier baromètre !

Source: Externe

En 1648, Pascal a démontré, en faisant gravir au tube de Torricelli le Puy de Dôme, que la pression diminue avec l'altitude et que le bout du tube est rempli de… vide !

Mesurer la pression en météorologie :

L'instrument de mesure de la pression atmosphérique est le baromètre.

Les météorologistes appliquent des normes définies par l'Organisation météorologique mondiale pour pouvoir comparer les mesures de pression entre elles. Elles sont ainsi ramenées au niveau de la mer et les baromètres sont calés pour indiquer la pression au niveau de la mer.

Cette correction revient à ajouter le poids de la colonne d'air manquante entre l'altitude du point de mesure et le niveau de la mer (ou cas rare, à le retrancher pour un point de mesure situé sous la surface de la mer).

En météorologie, on mesure aussi la variation de la pression avec l'altitude avec un capteur placé sous un ballon : c'est le radiosondage. C'est la connaissance fine des variations horizontales et verticales de la pression atmosphérique qui permet de déterminer les mouvements de l'atmosphère.

Variation verticale de la pression atmosphérique :

Plus on s'élève en altitude, moins il y a d'air au-dessus de nos têtes et donc plus la pression baisse. En moyenne, la pression atmosphérique diminue de 1 hPa tous les 8 mètres.

Pression moyenne à 1 500 m d'altitude : 850 hPa

Pression moyenne à 3 000 m : 700 hPa

Pression moyenne à 5 500 m : 500 hPa.

Il y a autant d'air entre 0 et 5 000 m qu'entre 5 000 m et l'espace.

Source: Externe

Variation horizontale de la pression atmosphérique :

Au niveau de la mer, la pression moyenne est de 1 013,25 hPa.

1 013,25 hPa = 1013,25 mb = 760 mmHg.

En tout point de la surface du globe, la pression ramenée au niveau de la mer varie au cours du temps. En météorologie, on appelle dépression un centre de basse pression et anticyclone un centre de haute pression. Un marais barométrique est une zone géographique étendue où la pression au niveau de la mer varie très peu.

Les pressions au niveau de la mer relevées sur le globe oscillent entre 870 hPa (au large des Philippines, au centre du typhon Tip le 12 octobre 1979) et près de 1 087 hPa (Tosontsengel en Mongolie) le 20 janvier 2010 (record non encore officialisé par l'Organisation météorologique mondiale).

Beau temps ou mauvais temps ?

Le plus souvent, le temps est à la pluie lorsque la pression est basse.

Lorsqu'elle diminue rapidement, le vent et le mauvais temps menacent.

À l'inverse, une pression atmosphérique élevée est synonyme de temps calme mais pas forcément beau. Ainsi, en été, hautes pressions et beau temps vont de pair, mais en hiver, elles sont souvent accompagnées de brouillards et de nuages bas qui peuvent durer toute la journée.

L’humidité – The humidity

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 – peut prendre sur terre. 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. Ainsi, l'air ambiant est humide même lorsqu'il ne « mouille » pas !

L'air contient, selon sa température, une quantité maximale variable de vapeur d'eau. En effet, le gaz « vapeur d'eau » se condense lorsque la température baisse et passe alors de la forme gazeuse à la forme liquide : c'est la saturation. Au-delà de la saturation, les molécules d'eau, jusque-là indépendantes, se déposent sur tout support (la tasse de thé, la végétation, ou des poussières en altitude) et forment des gouttelettes visibles à l'œil nu. C'est la condensation. En altitude, ces gouttelettes formeront les nuages ; au sol, on observera de la rosée (ou de la gelée blanche en cas de température négative) ou, s'il y a un peu de vent, de la brume voire du brouillard.

En météorologie, on quantifie l'humidité de l'air de deux manières : l'humidité absolue et l'humidité relative.

- L'humidité absolue

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).

- L'humidité relative

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).

Plus l'air est chaud, plus il peut contenir d'eau sous forme vapeur. 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. 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.

Un taux d'humidité de 10 à 20 % correspond à un air très sec, trop sec pour le confort de l'organisme. Inversement, lorsque les températures chutent, en cours de nuit, l'humidité relative augmente et peut atteindre la saturation soit une humidité relative de 100 %.

A 30 °C, l'air peut contenir jusqu'à 30g/m3 d'eau sous forme de vapeur, soit 10 fois plus qu'à -5°C. Voilà qui explique en partie pourquoi les pluies sont bien plus abondantes dans les régions tropicales que dans les régions tempérées et qu'au cœur de l'Antarctique, les chutes de neige sont rares et peu intenses.

Instrument et mesure

L'humidité de l'air se mesure avec un hygromètre ou un psychromètre. Les météorologues appliquent des normes définies par l'Organisation météorologique mondiale afin de pouvoir comparer les mesures entre elles. Les instruments, ou leurs sondes dans le cas de télémesures, doivent être installés dans un abri aéré pour s'affranchir du rayonnement direct du soleil et de la pluie.

Les météorologues s'intéressent aussi à l'humidité de l'air en altitude. Ainsi au cours des radiosondages atmosphériques, le profil d'humidité relative est mesuré - tout comme celui de la température, de la pression ou encore du vent. Connaître tous ces paramètres permet de prévoir le brouillard, les nuages, les orages… Les satellites météorologiques embarquent également des instruments qui permettent d'estimer l'humidité relative de l'air.

Un hygromètre avec une sonde électronique doté d'un condensateur:

Source: Externe

Un psychromètre:

Source: Externe

Le vent – The wind

En météorologie, le vent est le mouvement de l'air dans le plan horizontal. Sa mesure comprend deux paramètres : sa direction et sa vitesse ou force.

L'anémomètre permet de mesurer la vitesse du vent. L'unité internationale de la vitesse du vent est le m/s. En aéronautique et en météo marine, on utilise le nœud, noté kt pour knot. Pour le grand public, la vitesse du vent est exprimée en km/h.

1 nœud = 1 mille marin par heure = 1,852 km/h = 0,51 m/s

L'échelle imaginée par l'amiral britannique Beaufort au début du XIXe siècle estime la vitesse du vent selon ses effets sur la marche d'un voilier, l'état de la mer, la fumée des cheminées et les arbres à terre. Pour concevoir cette échelle, l'amiral utilisa la voilure de la frégate qu'il commandait comme instrument de mesure et détermina 12 degrés ou intervalles de vitesse de vent.

En 1874, l'utilisation de l'échelle de Beaufort est adoptée internationalement comme unité de mesure de la force du vent dans les observations météorologiques en mer. Elle sera utilisée jusqu'en 1946, date à laquelle l'Organisation météorologique mondiale décide que les observateurs en mer utiliseront le nœud comme unité de mesure de la vitesse du vent

L'échelle Beaufort continue d'être utilisée en météorologie marine, en particulier dans la rédaction des bulletins de prévision marine. On parle alors de « force » du vent. Ainsi la force 4 correspond à la « jolie brise » et la force 10 correspond à la « tempête ».

L'invention de la girouette, attribuée à Léonard de Vinci, daterait de la fin du XVe siècle.

La girouette mesure la direction du vent en s'orientant dans le sens du vent. Elle s'exprime en points cardinaux – vent de nord, d'est… – ou en degrés (de 0 à 360°).

Attention ! La direction désigne toujours la direction d'où vient le vent. Ainsi un vent du 180° est un vent de sud.

Dans les stations de mesures météorologiques, anémomètre et girouette sont placés au sommet d'un pylône de 10 mètres de hauteur, loin de tout obstacle, afin de limiter les perturbations sur la mesure du vent (effet de sol ou de relief). L'application de ces normes définies par l'Organisation météorologique mondiale garantit que les mesures de vent, réalisées dans des conditions identiques, sont comparables entre elles.

Vent instantané, vent moyen et rafale :

L'air s'écoule en général irrégulièrement entrainant une forte variabilité du vent en direction et en force. C'est pourquoi, les météorologues mesurent le vent instantané qui varie sans cesse et le « vent moyen » calculé sur une période de 10 minutes qui figure dans les bulletins.

Lorsque la vitesse du vent instantané dépasse celle du vent moyen de plus de 10 nœuds (18 km/h) les météorologistes parlent de rafale. Lors d'une rafale, la direction du vent peut varier de plus de 45°. Si la différence de vitesse entre vent instantané et vent moyen est comprise entre 15 et 25 nœuds (entre 28 et 46 km/h), on parle de « fortes » rafales. Lorsque cette différence excède 25 nœuds (46 km/h) il s'agit de « violentes » rafales.

Les rafales sont d'autant plus vigoureuses que l'air est instable, le vent est fort et que l'écoulement de l'air est perturbé par le relief ou les constructions urbaines.

L'origine du vent, une différence de pression :

Une dépression agit comme un « creux » : l'air s'écoule vers l'intérieur de la dépression.

Un anticyclone agit comme une « bosse » : l'air s'écoule vers l'extérieur de l'anticyclone.

Source: Externe

Comme l'air qui s'échappe d'un pneu ou d'un ballon gonflé, l'air dans l'atmosphère s'écoule des zones de haute pression (anticyclones) vers les zones de basse pression (dépressions). Ce mouvement de l'air c'est le vent ! C'est donc la variation horizontale de la pression ou gradient horizontal de pression qui est à l'origine du vent. Ainsi, l'air ne bouge pas ou peu sur le « plat », mais se déplace tout naturellement des bosses vers les creux et ce d'autant plus vite que la pente est raide.

Sur les cartes météorologiques, les isobares (lignes d'égale pression en météorologie) révèlent les anticyclones et les dépressions. Plus les isobares sont serrées, plus le vent est fort (comme les lignes de niveau sur un relief d'une carte géographique).

De plus, la rotation de la terre sur elle-même induit une force invisible qui fait dévier les objets en mouvement vers la droite dans l'hémisphère nord (et inversement dans l'hémisphère sud) : c'est l'effet de Coriolis. Au XIXe siècle, le météorologiste néerlandais Buys-Ballot a ainsi énoncé une règle qui porte aujourd'hui son nom : « dans l'hémisphère nord, face au vent, les basses pression sont à droite et les hautes pressions à gauche. »

Autrement dit, dans l'hémisphère nord :

- le vent s'enroule autour des anticyclones dans le sens des aiguilles d'une montre

- le vent s'enroule autour des dépressions dans le sens contraire des aiguilles d'une montre.

C'est l'inverse dans l'hémisphère sud :

- le vent s'enroule autour des dépressions dans le sens des aiguilles d'une montre

- le vent s'enroule autour des anticyclones dans le sens contraire des aiguilles d'une montre.

C'est pas sorcier -PLANETE SOUS TOUTES SES LATITUDES