SOMMAIRE Projet Météorologique Station météorologique Blaise Pascal Les nuages et la troposphère Aspect des nuages Nom des nuages : - les nuages hauts - Les nuages à mi-hauteur -Les nuages bas - suite (nuages ) Point de rosée Pression atmosphérique Circulation atmosphérique Girouette Baromètre Pluviomètre Anémomètre Capteur thermo/hygro Capteur solaire thermique Satellites météorologiques Anticyclones PROJET : Station météorologiq ue $ STATION METEOROLOGIQUE Une station météorologique est un ensemble de capteurs qui enregistrent et fournissent des mesures physiques et des paramètres météorologiques liés aux variations du climat[1]. Les variables à mesurer sont la température, la pression, la vitesse et direction du vent, l'hygrométrie, le point de rosée, la pluviométrie, la hauteur et le type des nuages, le type et l'intensité des précipitations ainsi que la visibilité. Les stations peuvent comporter des capteurs pour toutes ou une partie seulement de ces informations, selon leur type : agro-météorologique, d’aéroport, météo routière, climatologique, etc. Les données qu'on en obtient peuvent être envoyées directement comme rapport météorologique, dans le cas d'une station automatique, ou faire partie des observations METAR émises par un observateur humain. Blaise pascal BLAISE PASCAL Blaise Pascal est né le 19 juin 1623 à Clermont-Ferrand en Auvergne. Son père, Etienne Pascal, président à la Cour des Aides s'intéresse à la science. Sa mère, née Antoinette Begon meurt alors que le petit Blaise n'a que 3 ans. Très vite, l'enfant fait montre d'un génie extraordinaire. A 12 ans, il retrouve tout seul les 32 premières propositions d'Euclide. A 16 ans, il compose un Traité des Sections Coniques. A 19 ans, il construit une machine arithmétique, ancêtre de nos modernes calculettes. Les nuages et la troposphère Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère La troposphère est la partie de l'atmosphère terrestre située entre la surface du globe et une altitude d'environ 8 à 15 kilomètres, selon la latitude et la saison. Elle est plus épaisse à l'équateur qu'aux pôles. La frontière entre la troposphère et la stratosphère s'appelle la tropopause. Cette couche atmosphérique contient +/-80% de la masse totale de l'atmosphère, elle est importante car on y trouve l'air qu'on respire. En moyenne, la température diminue avec l'altitude, à peu près de 6,4 °C tous les 1000 mètres. On trouve dans cette couche la plupart des phénomènes météorologiques. C'est donc dans cette couche que le cycle de l'eau peut se développer, on y trouve une masse importante de vapeur d'eau (H2O). Aspect des nuages Aspect des nuages L'aspect d'un nuage, c'est-à-dire sa forme, sa texture, sa transparence, son opacité, ses couleurs, dépend: * de la nature et de la densité de ses constituants. Les contours tranchés indiquent en général la présence de gros éléments, la transparence est l'indice d'un contenu en matière condensée faible; I'opacité caractérise l'épaisseur du nuage, une structure fibreuse et diaphane est le fait de fins cristaux de glace. * de la configuration des mouvements atmosphériques au sein du nuage, qui eux- mêmes sont tributaires de la stabilité de l'atmosphère. Une atmosphère stable ne permet que des mouvements horizontaux, les formes nuageuses sont étalées; une atmosphère instable autorise les mouvements verticaux qui entraînent les formes globulaires. * de l'éclairage auquel le nuage est soumis: éclairage direct par un soleil plus ou moins bas sur l'horizon, éclairage diffusé par d'autres éléments nuageux, diffusion de l'air atmosphérique ou réflexion sélective du sol. Les positions relatives de l'observateur, du nuage et des sources éclairantes ont un rôle essentiel. La coloration des nuages ne dépend pas de propriétés spécifiques des éléments du nuage. Les colorations cuivrées sont dues à des éclairages dépouillés des radiations absorbées par la diffusion atmosphérique; les teintes bleutées sont dues au contraire, soit à un éclairage diffusé, soit, pour les nuages lointains, à la contribution de la lumière reçue par diffusion de la tranche d'atmosphère située entre l'observateur et le nuage. Nom des nuages Les nuages hauts (au-dessus de 6000 m) Cirrus Nuages séparés, en forme de filaments blancs et délicats ou de bancs ou de bandes étroites, blancs ou en majeur partie blancs. Ces nuages ont un aspect fibreux (chevelu) ou un éclat soyeux, ou les deux. Cirrocumulus Cirrostratus Banc, nappe ou couche mince de nuages blancs, sans ombres propres, composés de très petits éléments en forme de granules, de rides, etc., soudés ou non, et disposés plus ou moins régulièrement. Voile nuageux transparent et blanchâtre, d'aspect fibreux (chevelu) ou lisse, couvrant entièrement ou partiellement le ciel, et donnant généralement lieu à des phénomènes de halo. Les nuages à mi-hauteur (2000 6000 m) Altocumulus Altostratus Banc, nappe ou couche de nuages blancs ou gris, ou à la fois blancs et gris, ayant généralement des ombres propres, composés de lamelles, galets, rouleaux, etc, d'aspect parfois partiellement fibreux ou diffus, soudés ou non. Nappe ou couche nuageuse grisâtre ou bleuâtre, d'aspect strié, fibreux ou uniforme, couvrant entièrement ou partiellement le ciel, et présentant parfois des parties suffisamment minces pour laisser voir le soleil au moins vaguement, comme au travers d'un verre dépoli. L'Altostratus ne présente pas de phénomènes de halo et peut être accompagné de pluie ou de neige. Les nuages bas (en-dessous de 2000 m) Stratus Nimbostratus Cumulus Couche nuageuse généralement grise, à base assez uniforme, pouvant donner lieu à de la bruine ou à de la neige en grains. Lorsque le soleil est visible au travers de la couche, son contour est nettement discernable. Le Stratus ne donne pas lieu à des phénomènes de halo sauf à de très basses températures. Le Stratus peut aussi se présenter sous la forme de bancs déchiquetés. Couche nuageuse grise, souvent sombre, dont l'aspect est rendu flou par des chutes plus ou moins continues de pluie ou de neige qui, dans la plupart des cas, atteignent le sol. L'épaisseur de cette couche est partout suffisante pour masquer complètement le soleil. Il existe fréquemment, audessous de la couche et la rendant difficilement visible, des nuages bas déchiquetés. Nuages séparés, généralement denses et à contours blancs bien délimités, se développant verticalement en forme de mamelons, de dômes ou de tours, dont la région supérieure bourgeonnante ressemble souvent à un choux-fleur. Les parties de ces nuages éclairées par le soleil sont, le plus souvent, d'un blanc éclatant ; leur base, relativement sombre, est sensiblement horizontale. Cumulonimbus Nuage dense et puissant, à extension verticale considérable, en forme de montagne ou d'énormes tours. Une partie au moins de sa région supérieure est généralement lisse, fibreuse ou striée, et presque toujours visible ; cette partie s'étale en forme d'enclume ou de vaste panache. Au dessous de la base de ce nuage, souvent très sombre , il existe fréquemment des nuages bas déchiquetés, soudés ou non avec elle, et des précipitations de tous genres Stratocumulus Banc, nappe ou couche de nuages gris ou blanchâtres, ayant presque toujours des parties sombres, composés de dalles, galets, rouleaux, etc., d'aspect non fibreux, soudés ou non. Point de rosée Le point de rosée de l'air est la température à laquelle la vapeur d'eau présente dans l'air commence à se condenser. Ce phénomène physique est dépendant de la pression, de l'hygrométrie et de la température. On l'utilise pour déshumidifier l'air en le faisant se condenser sur une paroi froide mais il est craint lorsque l'on rafraîchit (par exemple avec un plancher rafraîchissant) et que l'eau de condensation se forme sur la surface émettant le froid. Pression atmosphérique La pression atmosphérique est la pression qu'exerce le mélange gazeux constituant l'atmosphère considérée, sur Terre : de l'air, sur une surface quelconque au contact avec cette atmosphère. Sur la Terre, la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer dépend essentiellement de la masse de l'atmosphère, celle-ci pouvant évoluer avec la masse moyenne des gaz à concentration variable comme la vapeur d'eau. Elle varie autour de l'atmosphère normale, soit 1 013,25 hPa. La pression atmosphérique se mesure surtout à l'aide d'un baromètre, d'un hypsomètre ou d'un altimètre. Elle a été longtemps mesurée en mm Hg (puis en torr) en raison de l'utilisation courante de baromètre à colonne de mercure. Depuis l'adoption du pascal comme unité de pression, les météorologues utilisent un multiple de cette unité, l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa), nouvelle dénomination du millibar (1 bar = 100 000 Pa). Circulation atmosphérique La circulation atmosphérique est le mouvement à l'échelle planétaire de la couche d'air entourant la Terre qui redistribue la chaleur provenant du Soleil en conjonction avec la circulation océanique. En effet, comme la Terre est un sphéroïde ayant un axe de rotation 23,5 degrés par rapport à son plan de translation autour de notre étoile, la radiation solaire incidente au sol varie entre un maximum aux régions faisant face directement au Soleil (équateur) et un minimum à celles très inclinés par rapport à ce dernier (Pôles). La radiation réémise par le sol est liée à la quantité d'énergie reçue. Il s'en suit un réchauffement différentiel entre les deux régions qui ne peut persister sous peine d'une augmentation sans fin de ce dernier et c'est ce qui crée la circulation atmosphérique. La pression à la surface et en altitude se répartie donc en zones organisées où la pression est un maximum (Anticyclone), un minimum (dépression), un minimum local (creux barométrique), un maximum local (crête barométrique). Les zones où les basses températures provenant des Pôles rencontrent les chaudes températures venant de l'Équateur se nomment des fronts : Front froid, front chaud et front occlus. Certains systèmes métérologiques ont des noms particuliers : cyclones tropicaux, Mousson, Haboob, El Nino, Blocage d'air froid, etc. Girouette Une girouette est un dispositif généralement métallique, la plupart du temps installé sur un toit, constitué d'un élément rotatif monté sur un axe vertical fixe. Sa fonction est de montrer la provenance du vent ainsi que, contrairement à la manche à air, son origine cardinale.. BAROMETRE Le baromètre est un instrument de mesure utilisé en physique et en météorologie, qui sert à mesurer la pression atmosphérique. Il peut, de façon secondaire, servir d'altimètre pour déterminer, de manière approximative, l'altitude. Pluviomètre Le pluviomètre est un instrument météorologique destiné à mesurer la quantité de précipitations (surtout la pluie) tombée pendant un intervalle de temps donné. On présuppose que l'eau des précipitations est uniformément répartie et qu'elle n'est pas sujette à évaporation[1]. Le résultat de la mesure s'exprime en millimètres ou bien en litres par mètre carré. Ainsi, 1 mm d'eau récupérée dans le pluviomètre équivaut à 1 litre d'eau de pluie tombée sur 1 m2, selon la masse volumique de l'eau[2]. En agriculture il est préférable de dire que cela correspond à 10 m3 d'eau de pluie tombée sur 1 ha. ANEMOMETRE L'anémomètre mesure la direction et la vitesse du vent . Ces données sont récoltés par le capteur thermo-hygro avec lequel l'anénomètre est relié par câble . La plupart des anémomètres modernes comprennent un système électronique interne qui calcule le nombre de tours que font les coupelles pendant un temps précis . La vitesse du vent , convertie par l'ordinateur inter, apparaît alors sur l'écran plus le vent est fort , plus les coupelles tournent rapidement . Capteur Thermo/hygro Le capteur thermo-hygro mesure la température et l'humidité extérieures. Il reçoit les données du pluviomètre et de l'anénomètre qu'il transmet ensuite à la station , soit par haute fréquence 433 MHz, soit par l'intermédiaire d'un câble . Capteur solaire thermique Le capteur solaire thermique (ou capteur hélio-thermique ou simplement capteur solaire) est un dispositif conçu pour recueillir l'énergie provenant du Soleil et la transmettre à un fluide caloporteur. En complément du panneau solaire (ou panneau photovoltaïque), qui transforme la lumière (les photons) en électricité, le capteur solaire -thermique- récupère l’énergie envoyée par le Soleil sous forme de chaleur (rayonnement) pour la transmettre à un élément caloporteur (air ou fluide). Satellites météorologique Un satellite météorologique est un satellite artificiel qui a comme mission principale le recueil de données utilisées pour la surveillance du temps et du climat de la Terre. Chaque nouvelle génération de satellite comporte des senseurs plus performants et capables d'effectuer des mesures sur un plus grand nombre de canaux ce qui permet de les utiliser pour différencier les divers phénomènes météorologiques : nuages, précipitations, vents, brouillard, etc. Plusieurs pays lancent et maintiennent des réseaux de satellites météorologiques : les États-Unis, les pays européens avec l’agence spatiale européenne (ESA), l’Inde, la Chine, la Russie. Tous ces satellites assurent une couverture globe de l’atmosphère. Anticyclones Un anticyclone est une zone de circulation atmosphérique autour d'un centre de haute pression. Leur sens de rotation est lié à la force de Coriolis: ils tournent dans le sens horaire dans l'hémisphère nord et dans le sens anti-horaire dans l'hémisphère sud. C'est ce qui définit également la circulation anticyclonique. La formation d'un anticyclone se nomme anticyclogénèse et sa dissipation anticyclolyse. RETOUR AU SOMMAIRE