La Météo 2°)
La météorologie dépend de la prise de données des variables de l'atmosphère mentionné précédemment. Les instruments comme le thermomètre et l'anémomètre ont d'abord été utilisé individuellement puis regroupés dans des stations météorologiques terrestres et maritimes. Ces données ont été d'abord très éparses et prises par des amateurs. Le développement des communications et des transports a forcé les gouvernement de tous les pays à mettre sur pied au sein de leurs services météorologiques des réseaux d'observation et à développer de nouveaux instruments.
Le développement des ballons à la fin du XIXe siècle, puis des avions et des fusées aux XXe siècle a permis de prendre des données en altitude. Finalement, les radars et satellites ont permis depuis la seconde moitié de ce siècle de compléter la couverture à l'ensemble du globe. La recherche continue pour améliorer les intruments et en développer de nouveaux.
La prévision météorologique est une application des connaissances en météorologie et des techniques modernes de prises de données et d’informatique pour prédire l’état de l’atmosphère à un temps ultérieur. L’histoire de la prévision du temps remonte aux temps immémoriaux avec les oracles et devins mais la science moderne date vraiment de la fin du XIXe siècle et du début du XXe siècle. Elle s’est cependant affirmée depuis la Deuxième Guerre mondiale avec l'entrée en jeu des moyens techniques comme le radar, les communications modernes et le développement des ordinateurs. On retrouve plusieurs domaines d'application des prévisions dont :
Il n'existe dans la littérature scientifique aucun mécanisme de modification délibérée du temps ou du climat qui démontre, théoriquement ou en pratique, une capacité pour affecter le temps à grande échelle de manière contrôlée. Seules quelques méthodes ont pu, jusqu'ici, donner des résultats localisés, dans des circonstances favorables.
Voici quelques exemples de technologies visant à obtenir un certain contrôle sur certaines conditions atmosphériques :
- HAARP, technologie d'étude et de modification localisée des propriétés radio-électriques de l'ionosphère ;
- Canon anti-grêle : pour tenter de perturber la formation de grêle au moyen d'ondes de choc (anecdotique);
- Ensemencement des nuages : en lâchant une fumée d'iodure d'argent dans les nuages pour augmenter le nombre de noyaux de condensation disponibles et donc la pluie. Ceci aurait dans le cas des orages pour effet d'augmenter le nombre de grêlons aux dépens de leur taille individuelle ;
- Feux anti-brouillard pour dissiper le brouillard par un réchauffement localisé.
Beaucoup reste à faire pour comprendre et paramétriser les phénomènes météorologiques. Comme mentionné antérieurement, les équations qui régissent l'atmosphères sont complexes et les données in situ difficiles à obtenir dans certains cas. Les interactions à méso et micro échelles dans un orage ou un cyclone tropical sont difficilement reproduisibles en laboratoire. Le chercheurs sur des sujets comme la micrométéorologie, la micro-physique des nuages et l'interaction air-mer doivent effectuer un raisonnement de physique fondamentale, puis utiliser des simulations mathématiques qu'ils comparent aux observations par télédétection.
Phénomènes météorologiques
La circulation atmosphérique est le mouvement à l'échelle planétaire de la couche d'air entourant la Terre qui redistribue la chaleur provenant du Soleil en conjonction avec la circulation océanique. En effet, comme la Terre est un sphéroïde ayant un axe de rotation 23,5 degrés par rapport à son plan de translation autour de notre étoile, la radiation solaire incidente au sol varie entre un maximum aux régions faisant face directement au Soleil (équateur) et un minimum à celles très inclinés par rapport à ce dernier (Pôles). La radiation réémise par le sol est liée à la quantité d'énergie reçue. Il s'en suit un réchauffement différentiel entre les deux régions qui ne peut persister sous peine d'une augmentation sans fin de ce dernier et c'est ce qui crée la circulation atmosphérique.
La pression à la surface et en altitude se répartie donc en zones organisées où la pression est un maximum (Anticyclone), un minimum (dépression), un minimum local (creux barométrique), un maximum local (crête barométrique). Les zones où les basses températures provenant des Pôles rencontrent les chaudes températures venant de l'Équateur se nomment des fronts : Front froid, front chaud et front occlus. Certains systèmes métérologiques ont des noms particuliers : cyclones tropicaux, Mousson, Haboob, El Nino, Blocage d'air froid, etc.
Le vent est un mouvement de l’atmosphère. Il peut apparaître sur n’importe quelle planète disposant d’une atmosphère. Ces mouvements de masses d’air sont provoqués par deux phénomènes se produisant simultanément : un réchauffement inégalement réparti de la surface de la planète par l’énergie solaire et la rotation de la planète.
Sur Terre, plusieurs régions ont des vents caractéristiques auxquels les populations locales ont données des noms particuliers. Les vents sont une source d’énergie renouvelable, et ont été utilisés à travers les siècles à divers usages, par les moulins à vent, la navigation à la voile, le vol à voile ou plus simplement le séchage. La vitesse du vent est mesurée avec un anémomètre mais peut être estimée par une manche à air, un drapeau, etc.
Les vents peuvent être réguliers ou en rafales. On retrouve des corridors de vent très forts le long des zones de contraste de températures qu'on appelle courant-jets. Sous les orages, la transformation du cisaillement horizontal du vent en tourbillon vertical donne une tornade ou une trombe marine. Le même phénomène peut se produire sans nuage et donne un tourbillon de poussière. La descente de l'air vers le sol avec les précipitations dans un orage donne une rafale descendante.
L'atmosphère terrestre est constituée principalement d’azote (près de 80%), d'oxygène et de vapeur d'eau. Ses mouvements verticaux permettent la compression ou la dilatation de ce gaz selon la loi des gaz parfaits dans un processus habituellement adiabatique. La quantité maximale de vapeur d’eau que peut contenir l'air est fonction de la température de celui-ci. Lorsque l'air s'élève, il se dilate et sa température diminue, permettant la condensation de la vapeur d'eau, à saturation, en gouttelettes. Un nuage est alors formé.
Un nuage est donc un ensemble de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’air. L’aspect du nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la dimension, du nombre et de la répartition des particules qui le constituent. Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de la vapeur d’eau, et plus le nuage sera important. Plus les mouvements verticaux de l'air sont forts, plus le nuage aura une extension verticale importante.
On distingue deux types principaux de nuages : les nuages stratiformes, qui proviennent du mouvement à grande échelle de l'atmosphère, et les nuages convectifs qui eux se forment localement quand l'air est instable. Ces deux types de nuages peuvent se retrouver à tous les niveaux de la troposphère et sont subdivisés selon la hauteur où ils se trouvent (basse, moyenne, élevée).
Si le mouvement vertical est suffisant, les gouttelettes ou les cristaux de glace se fusionneront pour donner des précipitations liquides ou solides : pluie, bruine, neige, grêle, grésil, verglas et granule de glace. Elle seront sous forme continue avec les nuages stratiformes et sous formes d'averses ou d'orages dans ceux convectifs.
Environnement
Le réchauffement climatique est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de l'atmosphère, à l'échelle planétaire et sur plusieurs années. Dans son acception commune, ce terme est appliqué au changement climatique observé depuis environ 25 ans, c'est-à-dire depuis la fin du XXe siècle. La plupart des scientifiques attribuent la plus grande partie de ce réchauffement aux émissions de gaz à effet de serre (GES) d'origine humaine. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), chargé d'établir un consensus scientifique sur cette question, l'a démontré dans son quatrième rapport. La probabilité que le réchauffement climatique depuis 1950 soit d'origine humaine est de plus de 90 %. Cette thèse n'est contestée que par une minorité de personnalités.
En tant que discipline mesurant différentes sources d'énergies renouvelables (l’insolation, le vent, les précipitations, etc.), la météorologie permet de mesurer les quantités d’énergie renouvelable disponibles et de prévoir leur disponibilité. Ces données sont essentielles au repérage des endroits les plus propices pour des sources alternatives d'énergie qui pourraient inverser le réchauffement. Des formations spécialisées dans le domaine environnemental sont diffusées, entre autres par Météo-France qui propose des modules comme «Météorologie de l’environnement», «Météorologie pour le potentiel éolien» et «Environnement».
- Anémomorphose: déformation de la forme des plantes et des paysages végétaux sous l'effet des vents dominants et des embruns.
- Carambolages causés par de mauvaises conditions météorologiques
- Accidents d'avion dus aux orages ou tempêtes
- Désertification due aux changements climatiques
- Feux de forêt dus à la foudre ou attisés par les vents
- L'exposition à des conditions de froid ou de chaleur extrêmes donne :
- Inondations par des précipitations abondantes
- Les variations de pressions atmosphériques sont soupçonnés de déclencher les migraines
- Les conditions d'ensoleillement et de chaleur sont des facteurs dans la formation de l'ozone au niveau du sol et du smog
- Pluie d'animaux dont la cause probable est le transport d'animaux par des trombes marines
- Réchauffement global qui change le climat.
Anecdote
Une loi anglaise de 1677 condamnait au bûcher les météorologues, taxés de sorcellerie. La loi ne fut abrogée qu'en 1959. Heureusement, elle n'a pas toujours été appliquée à la lettre : le Group Captain James Stagg, météorologue en chef, et les membres de ses trois équipes de prévision, prédirent une accalmie pour le débarquement de Normandie le matin du 6 juin 1944, et n'eurent pas à subir ce sort.
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