CM Climatologie

CLIMATOLOGIE CLIMATOLOGIE ––
METEOROLOGIEMETEOROLOGIE
L2 TerreL2 Terre--EnvironnementEnvironnement
Pierre Pierre CamberlinCamberlin
cyclone Sandy, 28-10-12
Déroulement des cours / TD
Introduction - climatologie , météorologie : définitions
1 Les variables météorologiques et leur mesure
2. Les éléments du bilan radiatif
- Rayonnement solaire global et albedo
- Rayonnement terrestre et effet de serre
- Bilan radiatif et bilan d’énergie
5 Les composantes atmosphériques du
cycle de l’eau
- Aperçu des principaux types de nuages
- Mécanismes de formation des nuages
- Les précipitations : nature et genèse
6 Les perturbations
+TD
bilan
radiatif
3 La circulation atmosphérique: pressions et vents
- Les variations de la pression atmosphérique
- Les relations entre vents et pression
- Divergence, convergence, tourbillon
- La circulation atmosphérique générale
4 La structure verticale de l'atmosphère: stabilité,
instabilité
- Les variations verticales de la température
- Le rôle de l'humidité atmosphérique
6 Les perturbations
- Masses d'air et transferts d'énergie
- Développement des
perturbations baroclines
- Les autres perturbations
7 La dynamique du climat
-La circulation atmosphérique générale
- Les interactions continent-océan-
atmosphère
- Les types de climats
+TD
émagra-
mmes
+TD
situations
météo
+TD
situations
météo
Bibliographie / sitographie
• AGUADO E., BURT H., 1999 : Understanding weather and climate. Prentice-Hall
• BARD E. 2003 Evolution du climat et de l'océan. Collège de France / Fayard, 75 pp..
• BARRY R., CHORLEY R., 2003 : Atmosphere, weather and climate. Routledge
• BELTRANDO G., 2011 : Les climats : processus, variabilité et risques. Armand Colin
• BERGER A., 1992 : Le climat de la Terre. Be Boeck Université.
• BERROIR A. 1995 La météorologie. PUF, 127p.
• BISSECK I.H 1995 Fondements physiques de la météorologie dynamique. Karthala
• GODARD A., TABEAUD M., 2004 : Les climats: mécanismes, variabilité, répartition . Armand-Colin
• GUYOT G., 1999 : Climatologie de l’environnement. Dunod.
• HUFTY A., 2001 : Introduction à la climatologie. De Boeck Université.
• MALARDEL S. 2005 Fondamentaux de météorologie - A l'école du temps. Cépaduès, 710 p.
• PEDELABORDE P. 1991 Introduction à l’étude scientifique du climat. Sedes, 352 p.
• SADOURNY R., 1994 : Le climat de la Terre. Flammarion.
• TRIPLET J.P. et ROCHE G. 1996 Météorologie générale. La Documentation Française
Suivi météorologique en temps réel :
•www.meteociel.fr/
•meteocentre.com/toulouse/
Dossiers sur la météo et le climat :
•comprendre.meteofrance.com
•www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/
Météorologie / Climatologie
• La météorologie : l’état de l’atmosphère à un instant t , ce
qui explique cet état et comment il va évoluer à un instant t+1.
• La climatologie : l’ensemble des états de l’atmosphère sur
une longue période de temps ; traduit une réalité
statistique
une longue période de temps ; traduit une réalité
statistique
climat A
climat B
conditions météo à l’instant t conditions météo à l’instant t+1000
Doc.1

La mesure au sol
girouette
anémomètre
pyranomètre
1- Les variables météorologiques et leur mesure
h(m)
3
Variation verticale courante de la T de l'air
près du sol par ciel clair
Mesure de la
température de l’air
capteurs de température
et d’humidité
pluviomètre
Doc.3
0 10 20 30 40 °C
jour
nuit
3
2
1
0
Doc.4
Vitesse
et
direction
du vent
Doc.5
Capacité
hygrométrique
de l’air
(à 1015 hPa)
rapport de mélange saturant
AIR NON
SATURE
Humidité relative :
Ex :
r = 10 g/m3
T = 20°C
=> rw= 17,3 g/m3
HR = 10/17,3 = 58%
Doc.6
Doc.7
Nébulosité
Doc.8

2- Les éléments du bilan radiatif
2.1 La structure et la composition de l’atmosphère
Autres gaz :
-Argon
-Vapeur d’eau (près de 1%)
- Gaz carbonique (0,04%)
- Méthane (1 pour 1 000 000)
- quantités infimes d’O3, NO2…Doc.9
2.2 Le rayonnement solaire et son interaction avec
l’atmosphère terrestre
(source : R. Barbero) Doc.10
Effet de la latitude… et des saisons
Doc.11
Rayonnement solaire au sommet de l’atmosphère
(source : Speich, Daniault)
Doc.12

Max
Variations moyennes du rayonnement solaire reçu
au sommet de l’atmosphère selon la saison et la
latitude, en W/m2 Doc.13
Spectre
électro-
magnétique
« lumière visible »
Spectre
d’émission du
soleil et de la
Terre, et son
absorption par
l’atmosphère
Doc.14
Répartition du rayonnement incident (ondes courtes), pour une
puissance solaire incidente de 100 watts.
(direct et diffus)
(source : UVED) Doc.15
L’albédo de surface
Quelques valeurs caractéristiques
2.3 L’effet de la surface
terrestre
Doc.16

Albédo de surface
Doc.18
Insolation à la surface de la Terre (moyenne 1984-1991)
JANVIER
Max : pôle sud + océans subtropicaux de
Echelles de
0 (bleu)
à 350 W/m2
Rayonnement solaire incident en surface
JUILLET
Max : Groenland + océans subtropicaux de
(Source:
NASA
Surface
Radiation
Budget
Project).
Max : pôle sud + océans subtropicaux de
l’hémisphère sud (fort rayonnement onde courte
+ faible nébulosité)
à 350 W/m2
(rose-blanc).
Max : Groenland + océans subtropicaux de
l’hémisphère nord (fort rayonnement onde
courte + faible nébulosité)
Rayonnement solaire absorbé à la surface de la Terre (moy. 1984-1991)
JANVIER JUILLET Doc.19
Effet de la fonte de
Effet de la fonte de
la banquise sur le
rayonnement
absorbé
Projections des températures
et de l’albédo des régions
polaires nord selon différents
modèles
(Winton, 2008)
Doc.20
Le principe de
l’effet de serre
Ondes courtes (visible)
2.4 Le rayonnement
terrestre
Ondes
Longues (IR)
Doc.21