METEOROLOGIE
NOTIONS GENERALES
COMPOSITION ET CARACTERISTIQUES DE L'AIR
L’air sec est constitué d’un mélange de gaz dont les deux principaux sont l’azote (78%) et l’oxygène (21%).
L’air n’est jamais parfaitement sec, il contient également une grande quantité d’eau sous forme gazeuse (la vapeur d’eau qui est invisible : quand l’air contient une si grande quantité de vapeur d’eau qu’il ne peut en supporter d’avantage le surplus se transforme alors en minuscules gouttelettes d’eau : c’est la condensation (brouillard au sol, nuages en altitude).
L’air se trouve définie par trois paramètres ;:
LA PRESSION
La pression atmosphérique, en un lieu, correspond au poids de la colonne d’air présente au-dessus de ce lieu.
Elle se mesure avec un baromètre (lecture instantanée ou enregistreur). Les variations de la pression dans le temps annoncent généralement un changement de temps (en hausse : amélioration ; en baisse : dégradation).
L’unité de pression, autrefois le millibar ou le millimètre de mercure, est aujourd’hui l’hecto-Pascal (hPa). La pression moyenne, mesurée au niveau de la mer, est de 1013,25 hPa à la latitude de 45° (la gravité influe sur la pression, or la gravité est fonction de la latitude) et à une température de 0°C (la densité du mercure variant avec la température).
Au-dessus de cette valeur, on parle de hautes pressions (conditions anticycloniques). Au-dessous, il s'agit de basses pressions (conditions dépressionnaires).
La pression atmosphérique diminue avec l’altitude. En outre, la densité de cet air décroît elle aussi lorsqu’on s’élève. La baisse de pression entraîne la détente des masses d’air s’élevant, d’où découlent une baisse de température et la formation de nuages.
Lorsque vous regardez votre baromètre, c'est la différence de pression qui est importante :
- Par mauvais temps, une hausse régulière de 15 hPa en 24h annonce le retour du beau temps.
- Par beau temps, une baisse de 15 hPa en 24h annonce l'arrivée d'une perturbation.
- Une baisse de 4 hPa en 3h annonce un coup de vent.
- Une hausse rapide de 3 hPa en une heure est souvent accompagnée d'un fort coup de vent.
LA TEMPERATURE
L’unité de mesure est le degré centigrade (°c). 0°c correspond à la température de solidification de l’eau douce et 100°c correspond à sa température de vaporisation.
Depuis le sol jusqu'à une altitude d'environ 12 km la température décroit avec l'altitude : baisse en moyenne de 6°c par km.
La température se mesure avec un thermomètre placé à l’abri de tout rayonnement direct qui viendrait fausser les mesures.
L’humidité relative (hygrométrie)
Le taux d'humidité présent dans l'air (quantité de vapeur d'eau) nous renseigne sur la possibilité de formation de nuages (condensation) et de précipitations (averse, pluie) car l’air ne peut contenir qu’une certaine quantité d’eau sous forme de vapeur.
L'humidité relative compare la quantité d'eau présente dans l'air à la quantité qu'il faudrait pour saturer cet air à une température donnée. Par exemple, si l'humidité relative est de 50 %, cela signifie que l'air contient la moitié de la quantité maximale de vapeur d'eau qu'il peut contenir. L'air est saturé lorsque l'humidité relative atteint 100 %.. Tout apport ultérieur de vapeur d’eau se traduira par la condensation de la vapeur d’eau.
Plus la température est élevée, plus il doit y avoir de molécules d'eau dans l'air pour que la saturation soit atteinte.
Les instruments servant à déterminer l'humidité relative de l'air environnant sont l'hygromètre et le psychromètre.
CIRCULATION GENERALE DE L'ATMOSPHERE
L’atmosphère est une enveloppe d’air qui entoure la terre sur quelques centaines de kilomètres. Elle est subdivisée en plusieurs couches avec à sa base la troposphère, qui contient les ¾ de la masse atmosphérique. La tropopause, limite supérieure de la troposphère, se situe vers 11 km aux latitudes moyennes.
La terre, et par conséquent l’air qui la surmonte, est plus chaude à l’équateur qu’aux pôles. Cette différence de température produit une mise en mouvement des masses d’air qui engendre des échanges de chaleur et qui rend la température finalement supportable à peu près partout.
Dans les deux hémisphères, on observe une alternance des zones de hautes et de basses pressions liées à la présence de quatre masses d’air principales :
- hautes pressions aux pôles avec des vents dominants d’Est ;
- basses pressions dans les régions tempérées avec des vents dominants d’Ouest ;
- hautes pressions sous les tropiques avec des vents dominants d’Est ;
- basses pressions à l’équateur avec une zone de calme appelée « Pot au noir ».
Chaque masse d'air possède ses propres caractéristiques en fonction de son origine, mais celles-ci évoluent en fonction des itinéraires empruntés.
Le fait essentiel est que deux masses d’air de température différente, donc de densité différente, lorsqu’elles se rencontrent ne se mélangent pas : elles s’affrontent. La zone dans laquelle a lieu cet affrontement est nommée surface frontale, sa trace au sol est appelée front.
Parmi ces fronts, le front polaire détermine sur l’Atlantique Nord la position où se rencontrent les grands centres d’action que sont l’anticyclone des Açores et la zone dépressionnaire d’Islande.
En hiver, l’anticyclone est bas en latitude ; le front polaire est situé à nos latitudes. L’affrontement des masses d’air y crée des perturbations qu, emportées dans le courant général Ouest-Est atteignent fréquemment la France. On parle de régime perturbé d’Ouest.
En été, l’anticyclone s’étend vers le Nord, les perturbations du front polaire sont rejetées au-delà du 60° parallèle. Elles défilent du Groenland à la Scandinavie sans nous atteindre. On parle de régime anticyclonique.
Bien entendu, ce schéma admet toutes sortes de variables, il ne fait pas toujours beau en été ! De même, la saison d’hiver n’est pas une perpétuelle tempête d’Ouest : l’anticyclone sibérien s’étend parfois jusqu’à nos régions, contraignant les perturbations à infléchir leur route, et apportant un beau temps sec et froid.