Météorologie

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La météorologie est l'étude et la prévision des phénomènes atmosphériques, ou en d'autres termes du temps.

Elle permet d'établir des prévisions météorologiques en s'appuyant sur des modèles mathématiques

Les prévisions de Météo France ne sont pas fiables au delà de 2 jours. Niveau de fiabilité à 1 jour : 85% Niveau de fiabilité à 2 jours : 75% Niveau de fiabilité à 3 jours : 45% Niveau de fiabilité à 4 jours : 35%

Histoire de la météorologie

Le 14 novembre 1854, une violente tempête provoque le naufrage de 41 navires français en mer Noire, au cours de la guerre de Crimée. Cette tempête avait traversé toute l'Europe de l'Ouest, mais personne ne fut en mesure de signaler, voire prévenir du danger. Face à ce constat, Urbain Le Verrier, directeur de l'observatoire de Paris, décide de mettre en place un vaste réseau de stations météorologiques couvrant l'ensemble de l'Europe et mettant à profit l'innovation technologique que représente le récent télégraphe électrique. Ce réseau regroupe 24 stations dont 13 reliées par télégraphe, puis s'étendra à 59 observatoires répartis sur l'ensemble de l'Europe en 1865.

Science météorologique

Le but de la météorologie est de trouver les lois régissant la dynamique du fluide que l'on nomme l'air et de pouvoir prédire son comportement futur. L'air est un fluide compressible, formé de différents gaz et se trouvant dans une mince couche à la surface d'un référentiel en rotation (la Terre). La météorologie étant une branche de la physique, la théorie des fluides, le calcul des forces et la thermodynamique sont mises à profit pour expliquer le comportement de l'atmosphère.

En premier lieu, pour expliquer le mouvement de l'air, on se butte à sept inconnues:

Pression (P)
Température (T)
Densité de l'air ( $\, \rho$ )
Contenu en eau (q)
Trois dimensions x, y et z

Il nous faut donc 7 équations:

Les trois équations de Navier-Stokes de quantité de mouvement relient les forces de pression et de Coriolis selon les trois dimensions
La loi des gaz parfaits relie pression et température.
L'équation hydrostatique relie la pression et l'altitude:

\, \delta P = -\rho g \delta z

où g est la constant de gravité.

L'équation de continuïté de masse relie la variation de la masse dans un volume d'air et sa forme dans le temps (voir équations de Navier-Stokes).
L'équation de composition relie le contenu en eau de l'air et sa variation dans l'espace.

Secondo, les équations de bilan de l'énergie de la thermodynamique tiennent compte des changements de phase d'une des composantes importantes de l'atmosphère: l'eau.

Résoudre ces équations n'est pas facile car elles comportent de nombreux termes qui n'agissent pas tous à la même échelle. Par exemple, dans les équations de quantité de mouvement, les équations calculent le mouvement de l'air par la différence entre le gradient de pression et la force de Coriolis. Comme les forces en cause sont presque égales, la différence sera quelques ordres de grandeur plus petite. Une erreur de calcul donne donc de grandes différences dans le résultat.

De plus, l'atmosphère est un système où les variables changent de valeur en chaque point. Il n'est pas possible de la sonder avec un résolution qui nous permettrait de parfaitement définir son état initial. C'est pourquoi, les premiers météorologues ont d'abord développé des modèles conceptuels empiriques pour expliquer le comportement de l'atmosphère. Les fronts, creux et autres termes si bien connus dans le vocabulaire des présentateurs météo proviennent de ces premières explications du temps. Elles ont été rendues possibles par le développement des moyens de sondage de l'atmosphère par l'aérologie.

Par la suite, les théories de la dynamique de l'atmosphère et les données obtenus les radiosondages ont permis de développer des modèles mathématiques en utilisant seulement les termes les plus importants dans les équations et en simplifiant la structure de l'atmosphère. Avec l'avènement de l'informatique, les termes négligés ont pu être graduellement incorporés bien qu'on ne soit pas encore rendus à les incorporer tous (voir Prévision numérique du temps).

Toutefois, la météorologie est encore handicapée par la très fable densité de données disponibles. Les stations de sondage sont éloignées de plusieurs centaines de kilomètres les unes des autres et même si des capteurs à distance tels les satellites et les radars augmentent la définition de l'analyse, toutes ces informations comportent des imprécisions assez grandes. C'est pourquoi, la prévision du temps est encore un mélange entre les calculs venant des équations et l'expérience du météorologiste.

Spécialités

Aérologie
Météorologie aéronautique
Météorologie agricole ou (agrométéorologie)
Prévision numérique du temps

Phénomènes météorologiques

Type de nuages

Indices

Technologies de contrôle météorologiques

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 ;
ensemencement des nuages par l'ajout de noyaux de condensation pour provoquer la précipitation ;
canons anti-grêle
- pour tenter de perturber la formation de grêle au moyen d'ondes sonores (ce qui ressort du folklore météorologique),
- ou encore, en générant une fumée d'iodure d'argent pour augmenter le nombre de noyaux de condensation disponibles. Ceci aurait 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.

Appareils de mesure et d'observation

Données directes et calculées

Données calculés ayant un rapport indirect avec la métérolologie :

l'indice de rayonnement UV.

Anecdote

Une loi anglaise de 1677 condamnait au bûcher les météorologues, taxés de sorcellerie. Mais la loi n'a pas toujours été appliquée à la lettre : le capitaine Stagg était le météorologue qui prévit une accalmie pour le débarquement de Normandie, le matin du 6 juin 1944. La loi ne fut abrogée qu'en 1959.

Voir aussi

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