Formation continue 2005-5006- Abdelhafidh Ben Souda Introduction générale à la météorologie de...

formation continue 2005-5006- Abdelhafidh Ben Souda

Introduction Introduction générale à lagénérale à la

météorologie de la météorologie de la montagne montagne


La météorologie est une La météorologie est une branche de la physique du branche de la physique du

globe qui se consacre à globe qui se consacre à l'observation des éléments l'observation des éléments

du temps (température, du temps (température, précipitations, vents, précipitations, vents, pression, etc.) et à la pression, etc.) et à la recherche des lois des recherche des lois des

mouvements de mouvements de l'atmosphère l'atmosphère


Quel temps a-t-il fait ? Quel temps a-t-il fait ? Quel temps va-t-il faire ? Quel temps va-t-il faire ?


Il existe environ 7.000 Il existe environ 7.000 stations météorologiques stations météorologiques terrestres réparties dans terrestres réparties dans tous les pays du monde. tous les pays du monde.

La coopération La coopération internationale y joue un internationale y joue un

grand rôle. Tous les grand rôle. Tous les météorologistes du météorologistes du

monde parlent le même monde parlent le même langage. langage.

Toutes les observations sToutes les observations sont codifiéesont codifiées


Les météorologues ont, Les météorologues ont, pour se faire, des moyens pour se faire, des moyens très perfectionnés à leur très perfectionnés à leur

disposition disposition observatoires terrestres, observatoires terrestres, ballons-sondes dans l'atmosphère, ballons-sondes dans l'atmosphère, navires et bouées météorologiques, navires et bouées météorologiques, satellite météorologique européen satellite météorologique européen

(METEOSTAT)(METEOSTAT) un réseau de transmission rapide et fiable un réseau de transmission rapide et fiable

qui est l'oeuvre de l'O.M.M. (Organisation qui est l'oeuvre de l'O.M.M. (Organisation Météorologique Mondiale) et de l'U.I.T. Météorologique Mondiale) et de l'U.I.T. (Union Internationale des (Union Internationale des Télécommunications). Télécommunications).


Observation et prévision Observation et prévision


Pour s'aventurer à faire Pour s'aventurer à faire des prévisions avec des prévisions avec quelque chance de quelque chance de

succès, il faut d'abord succès, il faut d'abord procéder à un certain procéder à un certain

nombre d'observations nombre d'observations


la météorologie a mis au la météorologie a mis au point des instruments point des instruments très compliqués, mais très compliqués, mais

également quelques-uns également quelques-uns bien plus simples bien plus simples


Le baromètre Le baromètre

Il mesure la pression atmosphérique en Il mesure la pression atmosphérique en millimètres. L'aiguille du cadran indique millimètres. L'aiguille du cadran indique une pression de mercure d'environ 780 une pression de mercure d'environ 780 mm. Sur le plan international, la hauteur mm. Sur le plan international, la hauteur barométrique est exprimée en millibars barométrique est exprimée en millibars ou en hecto pascals :ou en hecto pascals :

1000 millibars = 1000 hecto pascals = 1000 millibars = 1000 hecto pascals = 750 mm de mercure750 mm de mercure

1 millibars = 1 hecto pascal1 millibars = 1 hecto pascal


Le thermomètre Le thermomètre

Il permet de mesurer la température, Il permet de mesurer la température, mais surtout les variations de mais surtout les variations de température. Notre système est celui de température. Notre système est celui de Celsius, où l'eau gèle à 0° (point de Celsius, où l'eau gèle à 0° (point de congélation) et bout à 100° (point congélation) et bout à 100° (point d'ébullition).d'ébullition).

Mais ce n'est pas partout pareil : dans les Mais ce n'est pas partout pareil : dans les pays anglo-saxons, par exemple, on pays anglo-saxons, par exemple, on utilise l'échelle Fahrenheit, où le point de utilise l'échelle Fahrenheit, où le point de congélation se situe à + 32° et le point congélation se situe à + 32° et le point d'ébullition à 212°F.d'ébullition à 212°F.


L'hygromètre L'hygromètre

Il permet de mesurer l'humidité relative de Il permet de mesurer l'humidité relative de l'air ambiant. l'air ambiant.

Cette humidité relative donne, en Cette humidité relative donne, en pourcentagepourcentage

le rapport entre la quantité de vapeur le rapport entre la quantité de vapeur d'eau effectivement absorbée par l'air et d'eau effectivement absorbée par l'air et la quantité maximale qui pourrait y être la quantité maximale qui pourrait y être absorbée à la même température absorbée à la même température


L'anémomètre L'anémomètre

Détermine la force et la direction du vent. La Détermine la force et la direction du vent. La direction du vent ne s'indique pas seulement direction du vent ne s'indique pas seulement

par Nord, Nord-Ouest, Ouest, etc., mais par Nord, Nord-Ouest, Ouest, etc., mais s'exprime également en degrés. Le Nord est s'exprime également en degrés. Le Nord est alors aussi bien 0° que 360°. La graduation alors aussi bien 0° que 360°. La graduation

tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, de sorte que l'Est est à 90° et le Sud à 180°. La de sorte que l'Est est à 90° et le Sud à 180°. La force du vent est indiquée en kilomètres/heure force du vent est indiquée en kilomètres/heure

(km/h), en mètres par seconde, en nœuds, ou en (km/h), en mètres par seconde, en nœuds, ou en chiffres allant de 1 à 12 selon l'échelle Beaufort.chiffres allant de 1 à 12 selon l'échelle Beaufort.

1 nœud = 1 mille par heure = 1852 m/h = 0.514 1 nœud = 1 mille par heure = 1852 m/h = 0.514 m/sm/s


Le pluviomètreLe pluviomètre

C'est un simple récipient d'une C'est un simple récipient d'une surface bien déterminée. On mesure surface bien déterminée. On mesure la quantité d'eau tombée avec une la quantité d'eau tombée avec une éprouvette graduée. Il doit être éprouvette graduée. Il doit être installé dans un lieu découvert, loin installé dans un lieu découvert, loin des arbres, des maisons ou des des arbres, des maisons ou des murs... Enfin, il doit être placé à murs... Enfin, il doit être placé à 1m50 au-dessus du sol 1m50 au-dessus du sol


Les grands principes Les grands principes générauxgénéraux

C'est dans la dizaine de kilomètres C'est dans la dizaine de kilomètres inférieurs de l'atmosphère que le inférieurs de l'atmosphère que le temps se fabrique pour l'essentiel. temps se fabrique pour l'essentiel. En saison froide, la tranche active En saison froide, la tranche active des perturbations se trouve même des perturbations se trouve même comprise entre 1000 et 5000 comprise entre 1000 et 5000 mètres mètres


Planète terre


La pression La pression atmosphérique atmosphérique

La pression de l'air sur une surface La pression de l'air sur une surface donnée est égale au poids de la donnée est égale au poids de la colonne atmosphérique qui a pour colonne atmosphérique qui a pour section la surface en question et section la surface en question et pour épaisseur la dénivellation pour épaisseur la dénivellation entre la surface et la limite entre la surface et la limite supérieure de l'atmosphère. La supérieure de l'atmosphère. La pression s'exprime en millibarspression s'exprime en millibars


La planète terre

L’air atmosphérique

Le poids de l’air


La pression La pression

La pression varie à la surface du globe. La pression varie à la surface du globe. Grâce au réseau des stations d'observation, Grâce au réseau des stations d'observation, sa répartition peut être mise en évidence sur sa répartition peut être mise en évidence sur des cartes où sont tracées, pour un niveau des cartes où sont tracées, pour un niveau donné, donné, des courbes isobaresdes courbes isobares (courbes qui (courbes qui rejoignent les points où la pression est rejoignent les points où la pression est identique). C'est ainsi qu'apparaissent identique). C'est ainsi qu'apparaissent

des zones de haute pression (les anticyclones) des zones de haute pression (les anticyclones) des zones de basse pression (les dépressions)des zones de basse pression (les dépressions)


L'inégalité des pressions L'inégalité des pressions commande le régime des commande le régime des

vents vents

D A

10151020

1020

1010


L'air chaud est moins dense L'air chaud est moins dense que l'air froid que l'air froid

Pour comprendre ce principe, il faut Pour comprendre ce principe, il faut connaître celui de la densitéconnaître celui de la densité. .

La densité d'un corps est la quantité La densité d'un corps est la quantité de matière qu'il contient dans un de matière qu'il contient dans un volume donné. volume donné.

Autrement ditAutrement dit, , C'est le rapport entre la masse d'un C'est le rapport entre la masse d'un

corps et son volume. corps et son volume. On compare la densité des corps à On compare la densité des corps à

celle de l'eau à 4 degrés Celsiuscelle de l'eau à 4 degrés Celsius..


L'air est un gaz qui possède L'air est un gaz qui possède aussi une densitéaussi une densité

L'air chaud est moins dense que l'air L'air chaud est moins dense que l'air froid car il contient moins de molécules froid car il contient moins de molécules d'air pour un volume égal (les molécules d'air pour un volume égal (les molécules sont plus distancées les unes des autres sont plus distancées les unes des autres à cause de leur agitation plus élevée). à cause de leur agitation plus élevée).

L'air chaud étant moins dense, il monte L'air chaud étant moins dense, il monte en altitude en altitude

T = 25°C

T’ > T


La densité de l'air est à la La densité de l'air est à la base du principe de base du principe de

convection. Ce dernier convection. Ce dernier permet la formation de permet la formation de nuages et d'orages l'été nuages et d'orages l'été


Plus l'air est chaud et plus Plus l'air est chaud et plus il peut contenir de l'eauil peut contenir de l'eau

Molécule d’air chaud

Molécule d’eau


Formation, structure et Formation, structure et composition de composition de l'atmosphère l'atmosphère


L'atmosphère est la L'atmosphère est la couche d'air qui entoure couche d'air qui entoure

le globe terrestre. Du le globe terrestre. Du point de vue de la point de vue de la

physique, l'atmosphère physique, l'atmosphère obéit aux mêmes lois que obéit aux mêmes lois que l'eau puisqu'il s'agit d'un l'eau puisqu'il s'agit d'un fluide. La seule différence fluide. La seule différence

est que la densité de est que la densité de l'atmosphère est plus l'atmosphère est plus

faible que celle de l'eau faible que celle de l'eau


Formation de l'atmosphère Formation de l'atmosphère terrestre terrestre

il y a environ 4,5 milliards d'années, la vapeur il y a environ 4,5 milliards d'années, la vapeur d'eau s'est condensée pour former les océans.d'eau s'est condensée pour former les océans.

Le gaz carbonique se combine à des minéraux est Le gaz carbonique se combine à des minéraux est absorbé par les océans, et il est utilisé par les absorbé par les océans, et il est utilisé par les premiers êtres vivants. premiers êtres vivants.

L'azote est resté dans l'atmosphère parce que cet L'azote est resté dans l'atmosphère parce que cet élément réagit peu avec les autres. élément réagit peu avec les autres.

Il y a 3 milliards d'années, l'atmosphère contenait Il y a 3 milliards d'années, l'atmosphère contenait encore peu d'oxygène.encore peu d'oxygène.

Des réactions chimiques compliquées entre le Des réactions chimiques compliquées entre le méthane, l'ammoniac, l'eau et le rayonnement méthane, l'ammoniac, l'eau et le rayonnement solaire donnent naissance à une couche d'ozone. solaire donnent naissance à une couche d'ozone. Celle-ci joue un rôle important dans l'évolution de Celle-ci joue un rôle important dans l'évolution de la vie sur Terre, car elle empêche une grande la vie sur Terre, car elle empêche une grande partie des rayons solaires ultraviolets, rayons partie des rayons solaires ultraviolets, rayons nuisibles à la vie, d'atteindre le sol. nuisibles à la vie, d'atteindre le sol.


Les premières plantes sont Les premières plantes sont apparues il y a 2 milliards apparues il y a 2 milliards d'années et ont transformé d'années et ont transformé une grande partie du gaz une grande partie du gaz

carbonique en oxygène. Ce carbonique en oxygène. Ce processus se poursuit processus se poursuit

toujours et l'atmosphère toujours et l'atmosphère d'aujourd'hui contient d'aujourd'hui contient

environ 78 % d'azote et 21 environ 78 % d'azote et 21 % d'oxygène % d'oxygène


Composition de l'atmosphère Composition de l'atmosphère Nom du gaz Nom du gaz % présent % présent

Azote (N2) Azote (N2) 78 % 78 %

Oxygène (O2) Oxygène (O2) 21 % 21 %

Argon (Ar) Argon (Ar) 0,93 % 0,93 %

Vapeur d'eau (H2O) Vapeur d'eau (H2O) 0 - 4 % 0 - 4 %

Gaz carbonique (CO2) Gaz carbonique (CO2) 0,033 % 0,033 %

Néon (Ne) Néon (Ne) 0,0018 % 0,0018 %

Krypton (Kr) Krypton (Kr) 0,000114 % 0,000114 %

Hydrogène (H) Hydrogène (H) 0,00005 % 0,00005 %

Oxyde d'azote (N2O) Oxyde d'azote (N2O) 0,00005 % 0,00005 %

Xénon (Xe) Xénon (Xe) 0,0000087 % 0,0000087 %

Ozone (O3) Ozone (O3) 0 - 0,000001 %0 - 0,000001 %


Les constituants les plus Les constituants les plus importantsimportants dont la quantité est dont la quantité est variable dans le temps sont :variable dans le temps sont :La vapeur d'eau,La vapeur d'eau, Le gaz carbonique, l'ozone et Le gaz carbonique, l'ozone et certaines particules en suspension certaines particules en suspension dans l'air (les polluants par dans l'air (les polluants par exemple).exemple).L'eau existe dans les trois états L'eau existe dans les trois états (ou phases) : liquide, solide et (ou phases) : liquide, solide et gazeux, et cela, à cause des gazeux, et cela, à cause des températures caractéristiques et températures caractéristiques et variables de notre planète.variables de notre planète.L'atmosphère est plus épaisse à L'atmosphère est plus épaisse à l'équateur (13-16 km) qu'aux l'équateur (13-16 km) qu'aux pôles (7-8 km).pôles (7-8 km).


Les constituants les plus importantsLes constituants les plus importants dont la dont la quantité est variable dans le temps sont quantité est variable dans le temps sont

La vapeur d'eau,La vapeur d'eau, Le gaz carbonique, Le gaz carbonique, l'ozone l'ozone certaines particules en suspension dans l'air (les certaines particules en suspension dans l'air (les

polluants par exemple).polluants par exemple). L'eau existe dans les trois états (ou L'eau existe dans les trois états (ou phases)phases)

liquide, liquide, solide solide gazeux, gazeux,

L'atmosphère est plus épaisse à l'équateur (13-L'atmosphère est plus épaisse à l'équateur (13-16 km) 16 km)

qu'aux pôles (7-8 km).qu'aux pôles (7-8 km).


les molécules elles-mêmes ont une vitesse les molécules elles-mêmes ont une vitesse d'environ 500 m/s qui tentent d'aller vers d'environ 500 m/s qui tentent d'aller vers l'espace; l'espace;

le poids des molécules tend à les faire le poids des molécules tend à les faire tomber sur notre globe (conséquence de tomber sur notre globe (conséquence de l'attraction terrestre). l'attraction terrestre).

Le résultat de ces deux forces fait en Le résultat de ces deux forces fait en sorte que la moitié de la masse de sorte que la moitié de la masse de l'atmosphère se trouve dans les 5 l'atmosphère se trouve dans les 5 premiers kilomètres d'altitudepremiers kilomètres d'altitude. .

Il faut s'élever jusqu'à 20 km pour Il faut s'élever jusqu'à 20 km pour atteindre 90% de la masse totale de atteindre 90% de la masse totale de l'atmosphèrel'atmosphère..


troposphère

tropopause

Couche d’ozone

stratosphère

stratopause

mésosphère

thermosphère mésopa

use

Attitude

en Km

P en

hPa

+15°C

- 55 °C

-54 °C

-5 °C

0 °C

-90 °C

1 Km 899

10 Km 264

25 Km 26

50 Km 2

85 Km 0.01

500 Km 10 E-8


TroposphèreTroposphère

18 Km

13 Km8 Km

troposphère

Pole nord

L’équateur

Zone

tempérée


C'est dans cette couche qu'onC'est dans cette couche qu'on retrouve la plus retrouve la plus grande partie grande partie des des phénomènesphénomènes météorologiques météorologiques. Au . Au fur et à mesure qu'on s'élève dans fur et à mesure qu'on s'élève dans la troposphère la troposphère la température la température décroît de façon régulière décroît de façon régulière d'environ 6 degrés Celsius tous les d'environ 6 degrés Celsius tous les 1000 mètres1000 mètres pour atteindre -56 pour atteindre -56 °C à la tropopause (zone séparant °C à la tropopause (zone séparant la troposphère de la stratosphère). la troposphère de la stratosphère). L'air près du sol est plus chaud L'air près du sol est plus chaud qu'en altitude car la surface qu'en altitude car la surface réchauffe cette couche d'airréchauffe cette couche d'air..


Classification des ventsClassification des vents

Le vent est un déplacement horizontal d'air Le vent est un déplacement horizontal d'air produit par la force du gradient de pression.produit par la force du gradient de pression.

Lorsqu'il existe une différence de pression Lorsqu'il existe une différence de pression entre deux points, l'air circule de l'endroit entre deux points, l'air circule de l'endroit où la pression est la plus élevée vers où la pression est la plus élevée vers l'endroit où elle est la moins élevée l'endroit où elle est la moins élevée

L'air se déplace de la haute pression vers la L'air se déplace de la haute pression vers la basse pression basse pression


Dans l'atmosphère, la force de Dans l'atmosphère, la force de pression atmosphérique pression atmosphérique

pousse l'air de l'endroit où la pousse l'air de l'endroit où la pression au sol est la plus forte pression au sol est la plus forte

vers l'endroit où elle est la vers l'endroit où elle est la plus faible plus faible

Il se produit donc un déplacement de l'air à partir des zones

de haute pression (H) vers les zones de basse pression (B).


L'air est composé de molécules L'air est composé de molécules

dede gaz qui se déplacent sans gaz qui se déplacent sans cesse. Lorsque la pression est cesse. Lorsque la pression est plus forte (haute pression), plus forte (haute pression),

c'est qu'il y a plusc'est qu'il y a plus de de molécules. Les molécules se molécules. Les molécules se déplacent de l'endroit où il y a déplacent de l'endroit où il y a plus de molécules vers l'endroit plus de molécules vers l'endroit où il y a moins de molécules, et où il y a moins de molécules, et cela afin de rétablir l'équilibre. cela afin de rétablir l'équilibre. C'est de cette façon que se crée C'est de cette façon que se crée la force de pression (plus la force de pression (plus précisément "du gradient de précisément "du gradient de

pression").pression").


Les dépressions (D) et Les dépressions (D) et anticyclones (A) anticyclones (A)

Les différences de pression, elles mêmes Les différences de pression, elles mêmes entraînées par les différences de entraînées par les différences de température, déséquilibre en température, déséquilibre en permanence l'atmosphère.permanence l'atmosphère.

Le rééquilibrage produit le vent.Le rééquilibrage produit le vent.


Un anticyclone (A) se caractérise par une Un anticyclone (A) se caractérise par une pression maximale à son centre (entre pression maximale à son centre (entre 1020 et 1050 hPa), diminuant vers la 1020 et 1050 hPa), diminuant vers la périphérie. périphérie.

Une dépression (D) se caractérise par Une dépression (D) se caractérise par une pression minimale à son centre une pression minimale à son centre (inférieure à 1000 hPa), augmentant vers (inférieure à 1000 hPa), augmentant vers la périphérie la périphérie


Le sens du ventLe sens du vent Loi de Coriolis Loi de Coriolis "Un corps en mouvement est dévié de son "Un corps en mouvement est dévié de son

trajet, lorsque son mouvement est lié à une trajet, lorsque son mouvement est lié à une force d'inertie (force de Coriolis) à la rotation force d'inertie (force de Coriolis) à la rotation d'un autre corps (rotation de la terre).« d'un autre corps (rotation de la terre).«

Vent au sol et vent d'altitude Vent au sol et vent d'altitude Du fait, entre autre, de la rotation de la terre Du fait, entre autre, de la rotation de la terre

(force de Coriolis), la direction du vent en (force de Coriolis), la direction du vent en altitude s'écartent jusqu'à 45° (sur la droite altitude s'écartent jusqu'à 45° (sur la droite pour l'Europe) par rapport à la direction pour l'Europe) par rapport à la direction relevée au sol relevée au sol


Anticyclone (Anticyclone (AA))

L'air au centre d'un anticyclone (L'air au centre d'un anticyclone (AA) ) descend vers la surface, subissant une descend vers la surface, subissant une compression et par conséquent un compression et par conséquent un échauffement. Au sol, l'air s'écoule du échauffement. Au sol, l'air s'écoule du centre vers l'extérieur, dévié en un centre vers l'extérieur, dévié en un mouvement circulaire. La circulation mouvement circulaire. La circulation d'air s'effectue dans le sens des aiguilles d'air s'effectue dans le sens des aiguilles d'une montre d'une montre


Dépression (Dépression (DD))

Pour une dépression (Pour une dépression (DD), c'est le ), c'est le phénomène inverse qui se produit. La phénomène inverse qui se produit. La circulation d'air s'effectue dans le sens circulation d'air s'effectue dans le sens inverse des aiguilles d'une montre inverse des aiguilles d'une montre


Comment lire une carte Comment lire une carte météorologiquemétéorologique


Les isobaresLes isobares

Se sont des régions de l’espace où la Se sont des régions de l’espace où la pression est constante, on les relie par pression est constante, on les relie par une courbeune courbe


Les symboles météoLes symboles météo

Le front chaud


Front froidFront froid


Front stationnaireFront stationnaire


Front occlue chaudFront occlue chaud


Front occlue froidFront occlue froid


Ouragan, cycloneOuragan, cyclone

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