Manuel de météorologie

Old Handbook

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Cette chronique fait partie de mon défi de lire 52 livres de météorologie en 52 semaines

Comprendre les phénomènes atmosphériques

La météorologie est une science complexe et en même elle doit être facilement accessible pour le grand public. Le météorologue a donc un devoir de vulgarisation qui est très important pour la bonne compréhension. Les phénomènes météorologiques aussi complexes soient-ils doivent pouvoir être compris par tous, que l’on soit téléspectateur ou étudiant en physique. Ce langage simple ne trahit cependant pas la complexité technique de ce domaine scientifique. Nous avons la chance à notre époque de pouvoir compter sur nos connaissances accumulées au fil des siècles qui nous permettent aujourd’hui d’expliquer de manière rationnelle les phénomènes atmosphériques qui nous entourent.

 

Manuel de météorologie

Titre : Manuel de météorologie

Auteurs : Alfio Giuffrida et Girolamo Sansosti

Éditeur : Gremese (2011)

Pages : 140

Résumé du livre

Tout commence par l’astronomie… Cette science de l’observation des astres a un point commun évident avec la météorologie. Toutes deux nécessitent d’observer le ciel ! D’un côté, l’astronome a besoin de connaissances en météorologie pour savoir si sa nuit à l’observatoire sera fructueuse ou non. De l’autre, le météorologue se doit de connaître les principes astronomiques qui influent sur la météorologie. Bien que ce manuel pourrait s’avérer utile aux astronomes, celui-ci est avant tout à destination des météorologues à la recherche d’explications sur les phénomènes atmosphériques.

Pour le grand public, la relation avec la météo possède un caractère fortement empreint de géographie et résolument tourné vers l’avenir. L’important est de savoir à l’avance le temps qu’il fera à un endroit et à un moment donnés. Mais derrière ce besoin d’en connaître plus se cachent énormément de principes et de concepts dont nous ne soupçonnons même pas l’existence.

 

Concepts généraux

Pour expliquer ce qu’est la météorologie et pour mieux comprendre ces principes, il est nécessaire d’aborder des éléments d’astronomie qui serviront de ciment pour les démonstrations futures.

La Terre qui tourne autour du Soleil possède un axe de rotation qui est incliné de 23°27′ par rapport à la perpendiculaire de l’orbite terrestre. On parle alors d’obliquité. Ainsi suivant la période de l’année, le Soleil réchauffe différemment la surface terrestre. Lors de l’été boréal, les rayons solaires arrivent majoritairement sur l’hémisphère nord. C’est l’inverse lors de l’été austral. Il existe deux dates dans une année calendaire pour lesquelles les deux hémisphères reçoivent la même quantité de rayons solaires :

  • Lors de l’équinoxe de mars (20/21 mars)
  • Lors de l’équinoxe de septembre (22/23 septembre)

Ce sont d’ailleurs des dates ou la durée du jour est de 12 heures en tout point du blog car les rayons solaires arrivent perpendiculairement à l’équateur.

Si la notion d’équateur est importante en astronomie, la météorologie privilégie l’équateur thermique qui se déplace entre les tropiques du Cancer et du Capricorne en fonction de la saison :

  • Au solstice de juin, l’équateur thermique coïncide avec le tropique du Cancer (hémisphère nord)
  • Au solstice de décembre, l’équateur thermique coïncide avec le tropique du Capricorne (hémisphère sud)

L’équateur thermique est aussi appelé zone de convergence intertropicale (ZCIT).

 

Zone de Convergence Intertropicale réelle

Zone de Convergence Intertropicale réelle – Crédit photo : lethist.lautre.net

 

Paramètres, observations et mesures

Les paramètres sont les grandeurs mesurables qui permettent de définir un système à un instant donné. A partir de ces éléments il est possible de définir l’état du système dans un système plus ou moins proche. C’est ce qu’on appelle faire de la prévision !

Les paramètres essentiels en météorologie sont récoltés par des stations météorologiques et doivent respecter des standards internationaux dictés par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM).

Depuis les années 1960, on peut compter sur l’observation depuis l’espace grâce aux satellites qui quadrillent littéralement la surface du globe et collectent un certain nombre d’informations critiques pour la compréhension et la prévision des phénomènes météorologiques. Les images satellites ont été une révolution dans le domaine et ont permis d’énormes progrès. On recense différents types d’images satellites :

  • Les images visibles
  • Les images infrarouges qui renseignent sur la température des nuages et donc leur type
  • Les images à vapeur d’eau

Le radar météorologique a également contribué à l’amélioration des observations en rendant possible la détection du type des précipitations (pluie, grêle, neige, etc.) mais aussi la vitesse de déplacement des particules d’air ce qui est très utile notamment lors d’orages.

 

Mouvements atmosphériques et océaniques

Il existe un seul et unique responsable des mouvements atmosphériques et océaniques : le Soleil. Celui agit comme un véritable moteur thermique et réchauffe les fluides (air et eau) de manière différente selon les endroits. L’équateur thermique est la bande la plus exposée et le réchauffement des particules d’eau ou d’air la composant se fait par le bas.

Dans le cas où la Terre n’était pas en rotation sur elle-même, la circulation des fluides serait la suivante :

  • Pour l’air : celui-ci s’élève en altitude jusqu’à atteindre la tropopause et remonte vers les pôles qui ensuite redescend et revient à l’équateur dans le sens Nord/Sud
  • Pour l’eau : elle remonte à la surface en se réchauffant puis remonte vers les pôles et replonge en profondeur une fois qu’elle s’est suffisamment refroidie permettant ainsi de boucler la boucle.

Ce système d’échanges thermiques s’appelle la circulation méridienne et il est en réalité loin d’être aussi simple à cause de la rotation de la Terre et de la force de Coriolis induite. Cette cellule de circulation est en fait composée de 3 parties :

  • Cellule de Hadley (entre 0° et 30° de latitude)
  • Cellule de Ferrel (entre 30° et 60°)
  • Cellule polaire (entre 60° et 90°)
Cellules de circulation méridienne

Circulation méridienne – Crédit photo : Forums d’InfoClimat

 

Ces cellules sont séparées entre elles par des courants d’air énormes appelés « courants-jets » (ou jet-stream) qui se situent au 30ème et au 60ème parallèles juste en dessous de la tropopause. On parle alors respectivement de courant-jet subtropical et de courant-jet polaire.

 

Courants jet

Courants-jets polaire et subtropical – Crédit photo : North Carolina State University

 

Systèmes frontaux

Les systèmes frontaux se situent dans la cellule de Ferrel aux latitudes tempérées et possèdent un déplacement moyen de l’Ouest vers l’Est suivant ce qu’on appelle le train de perturbations atlantiques. Ce sont dans ces systèmes que se forment des nuages de différentes sortes à la suite d’une instabilisation de l’air résultant d’un conflit de masses d’air. On dénombre 3 types de fronts :

  • Front chaud
  • Front froid
  • Front occlus (ou retour d’occlusion)

Le front chaud correspond à la ligne frontale qui délimite l’air chaud qui monte vers le Nord. Quant à lui, le front froid correspond à la ligne frontale qui délimite l’air froid qui descend vers le Sud. Le front occlus la configuration où le front froid rattrape le front chaud.

 

Fronts météo

Fronts chaud, froid et occlus – Crédit photo : Météo d’Ayer et d’ailleurs

 

Analyse, élaborations et prévisions

L’analyse de données issues des modèles de prévisions est une étape importante dans le processus de prévisions des phénomènes météorologiques. Si cette pratique était auparavant réservée aux météorologues professionnels, celle-ci s’est démocratisée depuis une quinzaine d’années avec l’essor d’Internet qui a rendu possible l’accès gratuit aux simulations des modèles.

L’atmosphère étant à 3 dimensions, les modèles doivent générer des cartes à différentes altitudes pour faire état des paramètres météorologiques. Ces altitudes représentatives sont les suivantes :

  • à 300 hPa (~ 9200m) : utilisée pour l’observation des courants-jets
  • à 500 hPa (~ 5500m) : utilisée pour l’observation des systèmes dépressionnaires et anticycloniques
  • à 700 hPa (~ 3000m ) utilisée pour l’observation des courants ascendants et descendants
  • à 850 hPa (~ 1500m) : utile pour observer les isothermes notamment l’hiver pour la neige
  • à 925 hPa (~ 700m) : le vent à cette altitude donne une indication sur les rafales au sol pendant les tempêtes
  • à 1000 hPa (au sol) : permet de visualiser les centres d’actions avec la pression ramenée au niveau de la mer

 

Run modèle météo

Sortie d’un modèle météo – Crédit photo : Forums d’InfoClimat

 

Critique du livre

Je ne vais pas tourner autour du pot : j’ai trouvé ce livre EXCELLENT du début à la fin !

Tout d’abord je l’ai trouvé agréable à lire et bien construit. L’introduction avec les concepts généraux est juste essentielle et permet de déblayer d’emblée un certain nombre de questions que l’on aurait pu se poser dans la suite du livre. Les concepts sont expliqués simplement avec beaucoup de schémas qui facilitent la compréhension et qui obligent le lecteur à bien les comprendre avant de passer à la suite.

Un autre gros point fort du livre qu’il manque dans beaucoup d’autres ouvrages : une partie dédiée aux prévisions sur Internet. A notre époque c’est quelque chose d’indispensable et il me paraît impensable qu’un livre qui se revendique « grand public » n’intègre pas cela. Même si cette partie aurait pu être plus détaillée à mon goût j’ai vraiment pu apprécier le fait de trouver dans ce livre les connaissances que j’ai acquises sur le tas sur Internet. C’est vraiment la force de ce livre je trouve :)

L’ouvrage ne fait que 120 pages mais c’est un condensé d’informations et ne se lit pas si rapidement qu’on aurait pu le penser. Pour information il m’a fallu environ 5 heures pour le finir. J’ai même eu besoin de revenir plusieurs fois sur certains passages pour m’assurer que j’avais bien tout compris.

Le vocabulaire se veut très technique par moments mais je trouve qu’il y a eu un vrai effort de vulgarisation des auteurs qui sont italiens soit dit en passant. A ce sujet, la traduction est bonne je trouve même s’il y a eu quelques oublis sur certains schémas. Mais bon l’italien et le français étant deux langues très proches, ce n’est pas la mer à boire non plus :)

Cependant certains passages qui abordent les lois de thermodynamique ou de physique des fluides sont assez complexes à saisir et à assimiler ce qui peut en rebuter quelques uns. Et encore on peut s’estimer chanceux car les auteurs nous préservent des aspects mathématiques de ces lois. Pas de formules compliquées ni d’équations différentielles dans cet ouvrage, rassurez-vous 😉

Je conseille vraiment ce livre à tous ceux qui sont passionnés par la météorologie et aussi à tous les curieux de sciences de manière générale. Il regorge d’explications et d’illustrations intéressantes (captivantes même !) qui facilitent notre compréhension du sujet.

 

Points forts :

  • Bien construit, aborde les concepts généraux avant d’aller dans le détail
  • Partie consacrée aux prévisions sur Internet
  • Enrichissant et très complet

Points faibles :

  • Quelques coquilles de traductions dans les schémas
  • Certains passages très techniques de physique pourront en faire décrocher plus d’un

 

Ma note :

 

Lire plus de commentaires sur « Manuel de météorologie » sur Amazon.

 

Crédit photo « A la Une » : Francisco Javier Argel (Flickr)

 

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Recherches utilisées pour trouver cet article : leguidemeteo front

3 commentaires

  • Tout à fait d’accord avec cette présentation et ces appréciations. Je l’ai moi-même très bien noté sur Amazon. Excellente vulgarisation d’une science qui en rebute beaucoup, mais tellement exaltante quand on fait un petit effort pour en assimiler les bases élémentaires.

    Bonne Année à l’animateur de ce blog que je viens de découvrir (et que je trouve excellent en première approche).

  • Bonjour @lizé !

    Merci pour votre message ! Je vous adresse également mes meilleurs vœux pour cette nouvelle année :)
    Ravi que mon blog vous plaise ! Il est vrai que la pédagogie est importante, surtout quand il s’agit de parler de météo. Expliquer des choses complexes avec des mots simples est un exercice délicat auquel j’essaye de répondre du mieux possible 😉

    A très bientôt.

    Pierre

  • Bonsoir Monsieur
    S’il vous plait je cherche un croquis qui schématise une station météorologique avec les dimensions de l’espace à prévoir, l’emplacement des différents appareils, la hauteur de chaque appareil par rapport au sol, la distance entre les appareils, la distance par rapport aux obstacles …
    Je vous remercie pour votre sollcictude

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