La météorologie est une science fondamentale qui a pour objet de comprendre les mouvements de l'atmosphère. Elle les met également en rapport avec les apports d'énergie solaire et les échanges qui se produisent entre l'air, les surfaces continentales et les océans. C'est aussi une science appliquée, qui donne des renseignements sur l'état instantané de l'atmosphère et cherche à élaborer des prévisions. Elle repose sur la collecte et le traitement de masses considérables de données obtenues au moyen de techniques de plus en plus perfectionnées. tude des facteurs et des conséquences des mouvements de l'atmosphère, la météorologie désigne aussi l'ensemble des techniques permettant de prévoir le temps. Le mot « météore » s'applique à tout phénomène visible se produisant dans l'atmosphère, comme les nuages, les éclairs, la neige ou la pluie. Au sens premier, la météorologie est l'étude des météores, mais le sens actuel du terme est plus étendu. Les mouvements de l'atmosphère La couche de gaz (appelée atmosphère) qui entoure le globe terrestre est affectée de mouvements constants, plus ou moins réguliers et organisés. On peut distinguer, par commodité, les mouvements horizontaux et verticaux, ou plus exactement les composantes horizontales et verticales de ces mouvements. Les composantes horizontales sont dues à des différences de pression atmosphérique, elles-mêmes déterminées en premier lieu par des différences de températures de l'air. Celui-ci tend à se diriger des hautes pressions vers les basses pressions. Mais la rotation terrestre dévie tous les mouvements à la surface du globe, vers leur droite dans l'hémisphère nord et vers leur gauche dans l'hémisphère sud. Cette déviation (déviation de Coriolis) a des valeurs maximales aux pôles et s'annule à l'équateur. En général, les pressions varient régulièrement, si bien qu'il se forme des zones étendues de hautes pressions (anticyclones) ou de basses pressions (dépressions) ; aussi, à l'échelle du globe, la circulation de l'air apparaît-elle comme organisée en grands tourbillons. Les composantes verticales (« ascendances », de bas en haut, et « subsidences », de haut en bas) ont des origines variées. Les mouvements orographiques sont dus aux effets de relief ; les mouvements thermodynamiques sont dus à la poussée d'Archimède, qui se produit lorsqu'une particule d'air peu dense est environnée d'air plus dense ; les mouvements hydrodynamiques sont dus à la rencontre de flux d'air de directions différentes ou à des variations de vitesse dans un même flux ; les mouvements « frontaux » se produisent au contact de masses d'air de températures différentes, l'air plus chaud tendant à être soulevé par l'air plus froid. Il existe une série d'interactions entre composantes verticales et horizontales : d'une part, les ascendances/subsidences sont liées aux déplacements de l'air dans le cas des processus orographiques, hydrodynamiques et frontaux, et, d'autre part, les ascendances entraînent la formation de basses pressions, et inversement pour les subsidences. À l'échelle globale, les mouvements de l'air sont organisés en grands ensembles. Voir le dossier climat. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats air - 1.PHYSIQUE anticyclone atmosphère Buys-Ballot Christophorus Hendrick Coriolis Gustave Gaspard dépression - 2.MÉTÉOROLOGIE front hémisphère hydrodynamique masses d'air poussée - 2.PHYSIQUE pression pression - La pression atmosphérique pression atmosphérique température température - La température terrestre Terre - La naissance et l'âge de la Terre - Naissance de l'atmosphère Terre - Structure de la Terre - Introduction Les livres météorologie - image satellite de l'Europe et d'une partie du Maghreb, page 3160, volume 6 météorologie - carte en fausses couleurs des températures de la mer du Nord et de la Baltique, page 3161, volume 6 Nuages et précipitations L'air contient une quantité de vapeur d'eau qui augmente avec sa température. Pour chaque température, il existe une quantité « saturante » (qui ne peut être dépassée). Si cette quantité n'est pas atteinte, l'air peut se charger de vapeur supplémentaire par évaporation ; mais, si elle est dépassée, l'eau repasse à l'état liquide : c'est la condensation. Comme l'air se refroidit par décompression dans les ascendances, celles-ci provoquent des condensations, et donc la formation de gouttelettes d'eau liquide ou de cristaux de glace qui peuvent rester en suspension dans l'atmosphère et donner des nuages. Une partie de l'eau peut cependant rester à l'état de vapeur au-dessous de la température de condensation (état de surfusion) ; le passage à l'état liquide est favorisé par la présence de particules de corps présentant une forte affinité pour l'eau, comme le sel marin, ou porteurs de charges électriques (ions). Les nuages revêtent des formes diverses selon les processus qui les forment et les maintiennent. Les nuages d'altitude élevée (de 6 000 à 10 000 m) sont constitués de cristaux de glace et sont souvent peu épais. Les cirrus s'étirent en filaments, tandis que les cirrostratus forment des voiles continus et que les cirrocumulus sont disposés en petites balles. Les nuages d'altitude moyenne (de 2 500 à 6 000 m) sont le plus souvent composés de gouttes d'eau, avec les balles assez volumineuses des altocumulus et les voiles d'altostratus. Les nuages de basse altitude (moins de 2 500 m) sont liquides et se disposent en voiles fins (stratus) ou épais (nimbo-stratus). Les nuages à développement vertical traversent toute l'épaisseur de l'atmosphère et sont liés aux ascendances les plus vigoureuses. Les cumulus ont souvent une couleur très claire, alors que les cumulo-nimbus ont une base sombre très caractéristique des ciels d'orage. Les précipitations ne se produisent que si les gouttelettes d'eau ou les cristaux de glace des nuages s'amalgament pour atteindre une masse critique suffisante pour qu'ils soient entraînés vers le bas par la force de gravité. Les mécanismes qui provoquent de telles coalescences sont encore mal connus. Si l'atmosphère est assez chaude sous le nuage, il se produit des précipitations liquides, ou pluie. Dans le cas contraire, les précipitations sont solides : neige si la glace forme des cristaux agglomérés en flocons, grêle si elle est homogène. Des condensations peuvent également se produire sur des surfaces froides : rosée s'il s'agit d'eau liquide, verglas ou givre dans le cas de formation de glace. On désigne souvent ces phénomènes sous le nom de « précipitations occultes ». N uages et précipitations sont souvent accompagnés d'autres « météores », telle la foudre qui est liée aux charges électriques acquises par les composants de l'atmosphère par suite de mouvements verticaux rapides, comme ceux qui donnent naissance aux cumulonimbus. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats air - 1.PHYSIQUE condensation - 1.PHYSIQUE eau - Le cycle biogéochimique de l'eau évaporation givre grêle nébulosité neige nuage orage pluie poussière précipitation - 2.MÉTÉOROLOGIE rosée saturation surfusion température température - La température terrestre tropiques - Les caractères climatiques - Une forte humidité troposphère vapeur Les livres météorologie - givre, page 3161, volume 6 orage - nuage d'orage et éclairs, page 3596, volume 7 orage - champ électrique, page 3596, volume 7 La prévision du temps La compréhension des mécanismes provoquant les mouvements de l'atmosphère permet de tenter de prévoir le temps, ce qui explique que le terme de « météorologie » désigne aussi l'ensemble des activités destinées à effectuer cette prévision. À un niveau très élémentaire, la connaissance des climats permet de faire des prévisions à long terme, mais très imprécises. Ainsi, la seule connaissance des statistiques climatiques permet de savoir qu'il y a de très faibles chances pour qu'il gèle à Paris en juillet ou qu'il pleuve abondamment à Bombay en janvier. Cette prévision « climatologique » est très insuffisante pour répondre aux besoins, bien qu'elle ait son utilité. On s'efforce donc de mettre au point des méthodes qui permettent, connaissant l'état de l'atmosphère à un instant donné, de prévoir ce qu'il deviendra quelques heures ou quelques jours, voire quelques mois plus tard. Cette prévision « météorologique » suppose d'abord une bonne connaissance de l'état de l'atmosphère sur de vastes étendues. On n'a longtemps disposé que d'observations ponctuelles au sol, à l'aide d'instruments installés dans des stations météorologiques, où l'on relève les températures, les pressions, les vents et l'humidité atmosphérique. Un progrès considérable a été accompli lorsqu'on a pu utiliser des ballonssondes, qui emportent des instruments dont les observations sont transmises par des émetteurs radio. Plusieurs milliers de radiosondages sont ainsi effectués dans le monde plusieurs fois par jour. Une nouvelle étape a encore été franchie avec le lancement des satellites météorologiques. Ces satellites observent non seulement les radiations visibles reflétées par la surface terrestre, mais aussi les radiations infrarouges émises par le globe et par l'atmosphère elle-même. Les récents satellites emportent plusieurs radiomètres ; en comparant les indications qu'ils donnent, on peut connaître la disposition des nuages, la température à différents niveaux de l'atmosphère, la teneur de celle-ci en vapeur d'eau, et reconstituer les champs de vent. Un réseau très dense de télécommunications diffuse les résultats des observations au sol, des radiosondages et des observations des satellites. L'organisation météorologique mondiale gère ce réseau, grâce auquel les résultats des observations réalisées sur tout le globe sont mises à la disposition des prévisionnistes des services nationaux, moins d'une heure après qu'elles ont été faites. La connaissance des mécanismes permet alors d'utiliser ces observations pour faire des prévisions. On a longtemps utilisé surtout des cartes des pressions et des vents à différents niveaux pour réaliser des extrapolations en termes qualitatifs, pour lesquelles les connaissances personnelles des prévisionnistes, voire leur « flair », jouaient un grand rôle. Depuis quelques années, on tend de plus en plus à traduire les grands mécanismes de la circulation atmosphérique en équations et à traiter celles-ci sur des ordinateurs. Les équations sont nombreuses et complexes, et elles sont alimentées par un très grand nombre de données, si bien que leur traitement demande des ordinateurs très puissants - quelques-uns, parmi les plus performants qui aient jamais été construits, sont à la disposition des grands services météorologiques - ; plusieurs pays s'associent couramment pour les acquérir et les gérer. L'association de l'ordinateur et du satellite a permis à la météorologie de faire des progrès remarquables et d'ouvrir des perspectives importantes. Cependant, l'atmosphère est une machine capable d'amplifier considérablement en quelques jours des écarts faibles au départ : plus que dans d'autres domaines de la physique, les petites causes ont de grands effets. Le météorologiste Lorenz a même écrit plaisamment que le battement d'une aile de papillon en forêt de Fontainebleau pouvait être « à l'origine » d'un cyclone au large de l'Amérique quelques mois plus tard... et c'est à peine une exagération. La quantité de calculs nécessaires augmente très vite lorsqu'on veut allonger la durée de la prévision et préciser la localisation des phénomènes. Ces difficultés ont des conséquences différentes selon l'utilisateur : une erreur de quelques kilomètres dans la prévision de l'emplacement d'un orage est sans grande importance pour le pilote d'un avion qui le rencontrera de toute façon, quelques minutes plus tôt ou plus tard ; le point de vue des organisateurs d'une fête de plein air est évidemment différent... Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats aérologie atmosphère chaos - 2.PHYSIQUE Éole espace (droit de l') hygromètre informatique - Informatique et société - La vie quotidienne infrarouge Meteosat océanographie - Des progrès techniques constants pression atmosphérique radiomètre radiosonde simulation télédétection température température - La température terrestre temps (types de) Valentia vent Les médias météorologie - les prévisions météorologiques météorologie - indices de température Les livres météorologie - satellite géostationnaire, page 3160, volume 6 météorologie - abri météorologique, page 3162, volume 6 météorologie - capteur de hauteur, page 3162, volume 6 météorologie - ballon-sonde, page 3163, volume 6 météorologie - station d'études météorologiques, page 3163, volume 6 météorologie - satellite géostationnaire à usage météorologique, page 3163, volume 6 radiosonde, page 4226, volume 8 Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats géophysique Les indications bibliographiques A. Berger, le Climat de la Terre, De Boeck-Wesmael, Bruxelles, 1992. J. Bourdelle, les Clés de la météo, éd. du Chêne, Paris, 1995. J.-C. Duplessy et P. Morel, Gros temps sur la planète, Odile Jacob, Paris, 1990 (Seuil, 1992). R. Kandel, le Devenir des climats, Hachette, Paris, 1990.
