Epreuve de météorologie - École nationale de la météorologie

CONCOURS EXTERNE SPECIAL IENM 2013 (Météorologie)
Ecole Nationale de la Météorologie Page 1 sur 10
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Météo-France, établissement public administratif
sous la tutelle du ministère chargé des transports
Météo-France, certifié ISO 9001-2000 par BVQI
CONCOURS EXTERNE SPECIAL 2013 POUR LE RECRUTEMENT
D’ELEVES INGENIEUR DES TRAVAUX DE LA METEOROLOGIE
ET
D’ELEVES INGENIEUR DE L’ECOLE NATIONALE DE LA METEOROLOGIE
**************************************************************************************
EPREUVE DE METEOROLOGIE
L’utilisation d’une calculatrice de poche, standard, programmable, alphanumérique ou à
écran graphique est autorisée, à condition que son fonctionnement soit autonome et qu’il ne
soit pas fait usage d’imprimante, ni de dispositif externe de stockage d’information (cartes,
clés USB, etc.…).
L’utilisation de toute autre documentation sur support papier ou électronique est strictement
interdite.
Durée : 4 heures Coefficient : 6
Cette épreuve aborde trois domaines pouvant être traités séparément :
A METEOROLOGIE GENERALE
B METEOROLOGIE DYNAMIQUE
C COUCHE LIMITE
Le candidat doit traiter l’ensemble de l’épreuve. Les trois domaines A, B et C sont pris en
compte dans la notation pour un poids équivalent. La clarté des réponses et le soin apporté
à la rédaction sont pris en compte dans la notation.
IMPORTANT : CHACUN DES DOMAINES A, B et C DOIT ETRE REDIGE SUR UNE COPIE
SEPAREE.
Pour tout document annexe (émagramme) rendu avec la copie, le candidat portera sur celui-
ci le nom du centre d’examen où ils passent l’épreuve et le numéro de place, à l’exclusion
de toute autre information.
Ce document comporte 10 pages.

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Domaine A : METEOROLOGIE GENERALE
Pièce jointe : un émagramme à rendre avec la copie
Première partie : bilan radiatif et transfert d’énergie sur la verticale
Considérons le schéma suivant, présentant le bilan radiatif moyen (moyenne dans le temps et
dans l’espace) de la surface de la Terre et de l’atmosphère ; y sont représentés les flux moyens
de puissance assurés par le rayonnement thermique.
Les flux sont cotés en pourcentages de c , où c désigne la puissance reçue du soleil, en
moyenne spatiale et temporelle, par une surface de 1 m
2
au sommet de l’atmosphère et
parallèle au sol.
1) Faire le bilan radiatif pour la surface terrestre et pour l’atmosphère. Ces bilans sont-ils
équilibrés ?
Absorbé par la surface
Emission nette de la surface
Absorbé par
l’air et les
nuages
Réfléchi par l’air et
les nuages
Réfléchi par
la surface
Absorbé par l’air et
les nuages
Sort du système Terre
-
atmosphère
Emission par l’air et les
nuages, flux ascendant
Emission
par l’air et les
nuages, flux descendant

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2) Décrire les mouvements atmosphériques qui se mettent en place, en réponse aux
bilans radiatifs décrits dans la question précédente. Sous quelle forme principalement
l’énergie est-elle transportée sur la verticale par ces mouvements ?
3) Si les mouvements atmosphériques précédemment décrits n’existaient pas, quelle
évolution pourrait-on envisager pour la température de la surface terrestre ? Cette
évolution se poursuivrait-elle indéfiniment, ou finirait-on par atteindre un état
d’équilibre ? Justifier la réponse.
Deuxième partie : analyse d’un radiosondage
Un radiosondage réalisé aux Bermudes le 21 février 2013 à 00 UTC a permis de dresser le
tableau suivant regroupant des mesures de pression P, de température T et de température du
point de rosée Td à partir du sol.
P (hPa) T(°C) Td(°C)
1012,00 17,60 10,60
1000,00 16,00 11,00
925,00 10,60 6,40
862,00 6,00 3,20
850,00 7,40 -2,60
837,00 9,20 -27,80
822,00 9,20 -39,80
700,00 1,00 -48,00
667,00 -1,30 -50,30
573,00 -9,30 -37,30
565,00 -9,90 -21,90
546,00 -12,30 -20,30
545,00 -12,10 -14,10
542,00 -12,10 -12,60
500,00 -15,90 -16,50
433,00 -22,50 -24,30
400,00 -27,10 -28,80
392,00 -28,70 -33,70
375,00 -30,90 -33,30
On désigne par θ'w la température pseudo-adiabatique potentielle du thermomètre mouillé.
Soit T'w la température lue à l'intersection de l'isobare P et de l'iso-θ'w du point de
condensation adiabatique de la particule considérée.

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1) a) Représenter sur le diagramme la courbe d'état de cet élément de sondage, ensemble
des points d’état définis par les valeurs de T et de P.
b) Tracer la courbe des points de coordonnées P et T'w.
2) a) Effectuer l’analyse de stabilité de ce sondage (critères de Pone).
b) Quelles sont les couches susceptibles de générer des nuages ? Préciser s’il y a lieu
les base et sommet de ces nuages.
c) Ce sondage est évocateur d’un type de situation météorologique bien particulier,
lequel ? Justifier la réponse.
Troisième partie : questionnaire à choix multiples (QCM).
Inscrivez sur votre copie le numéro de la question, et la lettre correspondant à la
réponse choisie. Une seule bonne réponse par question.
Barème : 0,6 point par bonne réponse, -0,2 point par réponse incorrecte, 0 point en l’absence
de réponse.
Question 1
La loi de Wien qui décrit le rayonnement du corps noir permet de comprendre que :
A) un corps noir n’émet absolument aucune énergie,
B) la puissance rayonnée par un corps noir est proportionnelle à sa température en Kelvin,
C) plus on chauffe un corps noir, plus son spectre d’émission se déplace vers les courtes
longueurs d’onde,
D) la puissance rayonnée par un corps noir est inversement proportionnelle à sa température
en Kelvin, à la puissance quatre.
Question 2
L'albédo d'une surface est :
A) la fraction du rayonnement solaire global non absorbé par rapport au rayonnement solaire
global,
B) la fraction du rayonnement solaire global absorbé par rapport au rayonnement solaire
global,
C) la fraction du rayonnement de la surface par rapport au rayonnement d'un corps noir à la
même température,
D) la longueur d'onde pour laquelle le rayonnement de la surface est maximal.

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Question 3
Quand une particule d'air atmosphérique non saturée subit une ascendance en restant non
saturée, elle se :
A) refroidit de 0,65 °C par 100m,
B) réchauffe de 1,00 °C par 100m,
C) refroidit de 1,00 °C par 100m,
D) réchauffe de 0,65 °C par 100m.
Question 4
Quelle combinaison de 3 paramètres décrivant une particule d’air atmosphérique permet de
positionner, sur un émagramme, le point d’état et le point de rosée de cette particule ?
A) pression, température du point de rosée et rapport de mélange,
B) pression, température et rapport de mélange saturant,
C) température potentielle θ, rapport de mélange et rapport de mélange saturant,
D) pression, température potentielle θ et rapport de mélange saturant.
Question 5
Lors d’une détente d’une particule d’air saturé, sa température potentielle θ :
A) augmente, à cause du dégagement de chaleur latente,
B) ne change pas, la température potentielle θ est un paramètre traceur,
C) diminue, à cause du travail des forces de pression,
D) diminue, à cause de la chaleur cédée par conduction à l’environnement plus froid.
Question 6
La relation du vent thermique décrivant l’atmosphère à grande échelle permet de comprendre
que :
A) on observe un fort cisaillement vertical de vent, dans les zones où on a de fortes variations
verticales de la température,
B) on observe un fort cisaillement horizontal de vent dans les zones où on a un fort gradient
thermique horizontal,
C) les zones où on a un fort gradient thermique horizontal sont des zones où on a un fort
cisaillement vertical de vent,
D) si la température est homogène sur la verticale, la direction du vent est elle-aussi
homogène sur la verticale.
Question 7
Les équations quasi-géostrophiques permettent de représenter correctement les phénomènes
atmosphériques pour lesquels :
A) la flottabilité est positive,
B) le rapport d’aspect est très inférieur à 1,
C) l’équilibre hydrostatique est réalisé,
D) le nombre de Rossby est très inférieur à 1.