I. Définitions et historique

Itinéraire de découverte Météorologie :
I. Définitions et historique :
Définition :
Météorologie : science qui étudie l'atmosphère terrestre. Elle a pour objet d'en
connaître les états pour comprendre les phénomènes qui s'y déroulent afin de
décrire le temps qu'il fait et de prédire le temps qu'il fera. La météorologie
observe et étudie les trente premiers kilomètres de l'atmosphère en contact avec
la surface de la Terre: la troposphère et la stratosphère inférieure.
Les différentes
zones de
l'atmosphère
(troposphère,
stratosphère,
mésosphère,
thermosphère et
ionosphère) sont
séparées par des
couches appelées
tropopause,
stratopause et
mésopause …
Atmosphère : Enveloppe gazeuse entourant la terre. Dans sa partie la plus
épaisse elle mesure 1000 km. Elle est de moins en moins dense à mesure que
l'on s'élève en altitude (les molécules de gaz sont donc de moins en moins
sérrées). Elle nous protège des rayons solaires et évite les grandes variations de
température entre le jour et la nuit. Sans atmosphère, les écarts de température
entre le jour et la nuit seraient de plus de 200 °C (100°C le jour et –150°C la
nuit). On distingue plusieurs zones dans l'atmosphère en fonction des variations
de température (Voir photo ci-dessus).
Historique :
La météorologie est une science très récente. Certes, les érudits de la Grèce
antique étaient très intéressés par l'atmosphère et dès le IVe siècle av. J.-C.,
Aristote rédigeait un traité intitulé Meteorologiae, traitant de «l'étude des
éléments de l'air». C'est d'après cette œuvre que le terme moderne de
météorologie a été forgé. Mais la météorologie a peu progressé jusqu'à l'époque
moderne.
Les premières observations scientifiques (au sol) eurent lieu à partir du milieu du
XVIIe siècle quand furent inventés les instruments de mesure indispensables: le
thermomètre de Galilée (1641), le pluviomètre de Castelli (1639), le baromètre
de Torricelli (1643), l'anémomètre et le premier hygromètre de Hooke (1667).
Pourquoi a-t-il fallu attendre l'invention de ces instruments ?
II. Les grandeurs importantes :
Quelles sont les grandeurs physiques importantes pour l'étude du temps ?
1. La température :
La température est une mesure de la quantité de chaleur d'un corps.
- L’unité de la température est le degré Celsius ( °C ).
- La température se mesure à l’aide d’un thermomètre.
- Il existe également des thermomètres à maxima et minima qui
indiquent en plus la plus haute et la plus basse température de la
journée.
- Sur Terre la température en surface varie de -88,3°C à 58°C.
Plus haute température ( moyenne annuelle ) :
Massoua ( Ethiopie ): 30,2°C
Plus basse température ( moyenne annuelle ) :
Framhein ( Antarctique ): -25,8°C
Thermomètre
2. La pression atmosphérique :
- La pression atmosphérique est la pression de
l’air qui nous entoure.
- La pression se mesure en hectopascals (hPa)
( on utilise aussi le cm de mercure ).
- La pression de l’air se mesure à l’aide d’un
baromètre.
- Il existe également des barographes qui
enregistrent la pression à chaque instant de la
journée.
- Dans nos régions, la valeur moyenne de la
pression atmosphérique est de 1013 hPa :
- Si la pression atmosphérique augmente,
il fera beau. On aura alors un
anticyclone (A).
- Si la pression atmosphérique baisse, il
fera mauvais temps. On aura alors une
dépression (D).
Baromètre
Barographe
Sur les cartes météo, les
dépressions et
anticyclones sont
entourés de courbes
appelées isobares,
reliant tous les points de
même pression
atmosphérique. Ces
isobares, généralement
espacés de 5 en 5 hPa,
donnent une indication
sur la vitesse du vent.
Plus ils sont rapprochés
et plus le vent soufflera
fort.
Carte des isobares sur l'europe et l'afrique du nord
3. Le vent :
- A cause des différentes pressions, des différentes températures et du relief sur
Terre, l’air se déplace.
- On appelle ce déplacement: le vent. Les masses d'air se déplacent des zones de
haute pression (où l'air est tassé) vers les zones de basse pression (où l'air est
moins tassé) en suivant les isobares (voir Carte des isobares ci-dessus) .
Car contrairement à ce que l'on pourrait imaginer, ceci ne se fait pas en ligne
droite du cœur de l'anticyclone vers le cœur de la dépression à cause de la rotation
de la Terre sur elle-même. Le vent suit les isobares en se dirigeant :
 vers l'intérieur d'une dépression (en "s'élevant") en tournant dans le
sens contraire des aiguilles d'une montre.
 vers l'extérieur de l'anticyclone (en "tombant") en tournant dans le
sens des aiguilles d'une montre.
Ceci étant valable pour l'hémisphère nord, dans l'hémisphère sud, les vents
tournent dans le sens contraire !
- Pour connaître la vitesse ( en km/h ) du vent
on utilise un anémomètre En soufflant, le vent
fait tourner les godets et une aiguille indique sa
vitesse sur le cadran. La "force" du vent dépend
de sa vitesse : elle s'exprime par des nombres
[de 0 (calme) à 12 (ouragan)].
Anémomètre
- Pour connaître la direction d’où vient le vent,
on utilise une girouette.
Girouette
4. La pluie et l’humidité :
- L’air contient de la vapeur d’eau en
plus ou moins grande quantité. C’est
ce qu’on appelle l’humidité de l’air.
- Pour mesurer l’humidité de l’air, on
utilise un hygromètre.
- Lorsque l’air est sec, l’hygromètre
mesure 0%. Lorsque l’air est saturé
d’humidité, l’hygromètre mesure
100%.
Hygromètre
-Quand la quantité de vapeur d'eau est trop importante, des gouttelettes se réunissent
et il se forme des nuages. Les goutellettes deviennent des gouttes qui entrainées par
leur poids vont tomber : c'est la pluie.
- Pour connaître la quantité de pluie tombée (en mm), on utilise un pluviomètre.
pluviomètre
pluviographe
Pluvio-nivomètre : il mesure la pluie ou
l'équivalent en eau des chutes de neiges
A gauche : pluviomètre au sol au centre d'une grille anti-rebond. Un pluviomètre est
destiné à recueillir la pluie. La hauteur de pluie est mesurée à l'aide d'une éprouvette
graduée. La grille anti-rebond permet d'éviter aux gouttes de pluie tombées à côté du
pluviomètre de rebondir dans le pluviomètre.
A droite : pluviographe : il enregistre les hauteurs d'eau tombées en fonction d'un pas de
temps fixe ou variable. A terme, il permet de calculer l'intensité de la pluie.
Plus forte précipitation annuelle : Kauai ( îles Hawaï ): 12 090 mm