Découverte des instruments Météorologiques - Futura

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DécouvertedesinstrumentsMétéorologiques
Lesstationsmétéorologiques,lesinstrumentsquilacomposent,leurfonctionnementainsiqu'unaperçu
desinstrumentsdehautetechnologie
Page1/4-Découvertedesinstrumentsmétéorologiques
Lesstationsmétéorologiques,lesinstrumentsquilacomposent,leurfonctionnementainsiqu'unaperçu
desinstrumentsdehautetechnologie.
StationmétéorologiquesurleVésuve,Italie.©MichalOsmenda-CCBY-SA2.0
Page2/4-Lesstationsmétéorologiques
Jusqu'aumilieuduXXèmesiècle,lerelevémétéorologiqueausolétaitleseulmoyendontdisposaitle
météorologuepourmesurerleclimat.Lasecondeguerremondialeaétéunfacteurdeprogrèspourla
météorologiecarl'importancedesfacteursclimatiquespourlaréussitedesopérationsaériennesa
entraînéuneévolutiondesmoyensutilisables.
Ainsi,lesobservationseffectuéesenaltitudeontapportédenouvellesdonnéespourlemétéorologue.Unenouvelle
étapeaétéfranchieavecl'utilisationduballon-sonde.Puissontapparusradarsetsatellitesmétéorologiques.
1-Lesrelevésmétéorologiques
Malgré ces progrès très importants,la mesure au sol est restée fondamentale pour la prévision
météorologique. C'est pourquoi existent toutes ces stations dont le rôle est de mesurer la température et
l'humiditédel'air,lapressionatmosphérique,lesprécipitations,l'ensoleillementetlevent.
23/03/2002-Par
MichaëlPIERROT

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StationmétéorologiqueNeumayerGAWGlobal,Antarctic.©Worldmetorg-CCBY-NC2.0
Voyons maintenant quels relevés on effectue, comment est conçue une station météorologique au sol et quels
sontlesinstrumentsquilacomposent.
2-Lesparamètresmétéorologiquesàmesurer
Les paramètres météorologiques à mesurer pour préciser un climat à un moment donné en un lieu précis sont au
nombrede7:
Troisd'entreeuxsontdesdescriptionsthermodynamiquesdel'air:
* Sa température : c'est la grandeur physique qui caractérise de façon objective la sensation subjective de
chaleuroudefroidlaisséeparlecontactdel'air
*Sonhumidité:c'estlerapportdelapressioneffectivedelavapeurd'eauàlapressionmaximale
* La pression atmosphérique : il s'agit de la pression exercée par la colonne d'air se situant au dessus d'une
surface
Deuxd'entreeuxsontdesdescriptionsdynamiquesdel'air:
*Ladirectionduvent:c'estladirectiond'oùvientl'airenmouvement
*Lavitesseduvent:ils'agitdelavitesseàlaquellesedéplacel'airenmouvement
Enfin,lesdeuxdernierss'intéressentàlacouverturenuageuse:
*Lesprécipitations:cesontlesdiverseschutesd'eau(pluie,neige,grêle)
*L'ensoleillement:ilrésulted'unepartdel'intensitédurayonnementsolaireetd'autrepartdel'absorptiondece
rayonnementparl'atmosphère
3-Lastationmétéorologiqueausol
Les stations météorologiques sont des ensembles d'instruments qui permettent, en un point, de connaître
précisémentunclimat.
Lesstationsmétéorologiquescomprennentlesinstrumentssuivants:
*Cinqthermomètres:mesuredelatempératureetdel'humidité,
*Unbaromètre:mesuredelapressionatmosphérique,
*Unensembleanémomètre-girouette:mesuredeladirectionetlavitesseduvent,
*Unpluviomètre:mesuredesprécipitations,
*Unhéliographe:mesuredel'ensoleillement.

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Ces instruments serontde préférence enregistreurs. On trouvera des détails sur chacun de ces instruments
danslechapitresuivant.
Les stations au sol ne sont pas installées au hasard. En effet, afin de pouvoir permettre les comparaisons, des
règlesstrictessontàappliquer:
*Lastationdoitêtreplacéedansunendroitdégagé,suruneherbetonduerase.
*Lesinstrumentsdoiventêtreplacésàl'ombre,àaumoins2mètresdusol.
*L'airdoitcirculerlibrementàl'intérieurdelastation.
*Lastationdoitêtrepeinteenblancpourréduirel'absorptiondurayonnementsolaire.
Page3/4-Lesinstrumentsclassiques
Commenousl'avonsvu,latempératureestlagrandeurphysiquequicaractérisedefaçonobjectivela
sensationsubjectivedechaleuroudefroidlaisséeparl'air.
1-Lamesuredelatempérature
Elleestmesuréeàl'aided'unthermomètrequiutiliseleplussouventladilatationd'uncorps(alcoolgénéralement)
placédansuntubefin(quiamplifiel'effetdedilatation).L'unitéutiliséedanslesystèmeinternationalestledegré
Celsius(°C).Danscesystème,ladifférenceentreleniveauduliquideaupointdecongélation(physique)del'eau
etaupointd'ébullitionde l'eauestde 100° (pour une pressionatmosphériquestandard).L'échelleFahrenheitest
elleaussiutilisée(0°C=32°Fet100°C=212°F).
D'autres types de thermomètres existent, comme le thermomètre à résistance électrique, le thermomètre à
bilame...Lethermomètreàalcoolpeutêtreaussiàminima,àmaximaouàminima-maxima.
Anemomètre.©LauraNawrocik-CCBY-NC2.0
Unestationmétéorologiquecomprend5thermomètres:
*Unpremierthermomètrequimesurelatempérature.
* Un second thermomètre vertical dont la pointe est entourée d'un tissu dont un bout trempe dans l'eau et qui
mesure la température humide. La différence entre ces deux températures permet decalculer le taux
d'humiditédel'air.
* Un troisième thermomètre, oblique,mesurelatempératuremaximale: il est conçu comme un thermomètre
médical. Il possède ainsi un étranglement du capillaire au dessus du réservoir, ce qui empêche le liquide de
redescendrequandlatempératurebaisseaprèsavoiratteintsavaleurmaximale.

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* Un quatrième thermomètre, horizontal,mesurelatempératureminimale. Il comporte un index noyé dans le
liquide.L'indexdescendavecleliquide,maisneremontepas.
* Un cinquième thermomètre, à minimum,mesure la température minimale au sol. Il est placé hors de la
station,à5cmdusol.
* Ces thermomètres peuvent être remplacés par un thermomètre enregistreur dans la station, un thermomètre
enregistreurausoletunhygromètreenregistreurdanslastation.
2-Lamesuredel'humidité
Ilexistedeuxdéfinitionsdel'humidité:
*L'humiditéabsolue:nombredegrammesdevapeurd'eaucontenusdansunmètrecubed'air
*L'humiditérelative:rapportdelapressioneffectivedelavapeurd'eauàlapressionmaximale
C'est cette seconde définition qui intéresse le météorologue.L'humiditérelative,expriméeen%,indiquela
teneurenvapeurd'eaudel'air.Schématiquement,à0%,l'airestabsolumentsec.A100%,l'airestsaturéen
eau,ilnepeutencontenirplusetlaformationdegouttelettesd'eauestimminente.
Nosavonsvudansleparagrapheconsacréàlamesuredelatempératurequel'humiditépeutêtrecalculéeàpartir
deladifférenceentreunetempératuremesuréedefaçonclassiqueetunetempératuremesuréeditetempérature
humide.C'est la méthode du psychromètre. Il est aussi possible de mesurer l'humidité directement, à l'aide
d'hygromètres.
Les hygromètres à absorption utilisent la propriété du cheveu humain qui s'allonge lorsqu'il devient humide.
L'hygromètre de condensation mesure le point de condensation (physique) de l'humidité de l'air par le
refroidissementd'unesurfacemétallique.
3-Lamesuredesprécipitations(pluviométrie)
Les précipitations sont les chutes d'eau au sol :pluie,neige,grêle. Leur mesure s'appelle la pluviométrie.Les
précipitations sont mesurées à l'aide d'un pluviomètre. Celui-ci mesure l'épaisseur d'eau tombée en un lieu, donc
des millimètres (l'eau ne devant ni s'écouler, ni s'infiltrer, ni s'évaporer). Une épaisseur d'un millimètre
correspondàunlitrerépartisurunmètrecarré.
Un pluviomètre est un récipient conique (en forme d'entonnoir) gradué en millimètre d'eau (les graduations sont
doncplusrapprochéesdanslapartiebasseetétroitequedanslapartiehauteetlarge).
Lesprécipitationssolides(neigeougrêle)serontfonduespourêtremesurées.
En dehors des périodes de gel peut être utilisé le pluviomètre enregistreur. Ce dernier mémorise chaque volume
d'eaureçu.L'étudedupluviogrammedonneainsiunereprésentationprécisedesprécipitations,àlafoisentermes
dequantitéetderépartitiontemporelle
Unpluviomètresimple(commeceluici-dessusàgauche)coûtemoinsde10 euros.Unmodèle plusgrandetdonc
plus précis (comme celui ci-dessus au centre) coûte environ 50 euros. Attention, les modèles les plus simples
craignentlegeletdurentrarementplusde2hivers.Unpluviomètreélectroniquecoûteunecentained'euros.
4-Lamesuredelapressionatmosphérique
La pression atmosphérique est lapressionexercéeparlacolonned'airsesituantaudessusd'unesurface.
Elle dépend des conditions météorologiques et elle diminue avec l'altitude. Elle est couramment mesurée en
hectopascals(hPa,centainesdePascal)etvautenmoyenne1013hPaauniveaudelamer.
On mesure la pression à l'aide de baromètres.Lebaromètreàcolonnedemercureestleplusconnu. Mis au
point par Torricelli en 1643, il comprend un tube de verre d'environ 80 cm de longueur, fermé à une de ses
extrémités. Lors de son expérienc e, Torricelli l'a rempli de mercure et l'a retourné. Le mercure s'est alors abaissé
sans toutefois s'écouler. Ce phénomène est une conséquence directe de la pression atmosphérique et

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l'abaissementestd'autantplusfortque lapressionestfaible.Lesbaromètresactuelsutilisenttoujourscette
méthode. La seule différence est que la partie ouverte est maintenant recourbée vers le haut. Certains
baromètresdeTorricelliontaussiunétranglementquiaccroîtlocalementl'amplitudedudéplacementdumercureet
permet une mesure plus précise (de l'ordre du dixième de millimètre de mercure). Enfin, la valeur mesurée est à
corrigée de l'altitude (pour ramener la pression au niveau de la mer, 10 hPa pour 80 d'altitude) et de la
température(lemercurepossèdeunimportantcoefficientdedilatation).
Ilestà noter que les indications«Pluie-Variable- Beau»placéessurcertainsbaromètresn'ontguèredesens
carl'évolutiondelapressionimporteplusquesavaleurstricte: une pression qui monte est signe de beau
temps,mêmesilapressionestbasseenvaleurabsolue.Demême,unepressionhautemaisenbaisseestsignede
dégradationdelasituationmétéorologique.
Unautretypedebaromètre,lebaromètreenregistreur,estcomposéd'unrécipientmétalliquedanslequelonafait
levideetquiréagitauxvariationsdepression.Saparoisubitalorsdesmouvementsqui,communiquésàunstylet
appliqué à un cylindre rotatif, permettent de tracer l'évolution de la pression. Certains baromètres utilisent le
principedurécipientvidemaisnesontpasenregistreurs.
La pression moyenne est de l'ordre de 105 N (newton) par mètre carré, c e qui était autrefois appelé le bar (son
millièmeestlemillibar)etquivaut105Pa(pascal),soit1000hPa(hectopascal).
5-Lamesureduvent
Leventestunmouvementhorizontaldel'airsurlasurfacedelaTerre.Ilnaîtd'unedifférencedepression,et
sepropageperpendiculairementauxisobares,despressionshautesverslesbasses,defaçonàréduireles
écarts de pression. Le vent peut être défini par sa direction (le plus souvent son origine) et par sa vitesse (en
Beaufort,kilomètreparheure,mètreparseconde...).
Onutilisepourmesurerladirectionduventunegirouetteetpourlavitesseunanémomètre.
Lagirouetteestuneplaquedeformevariable,mobileautourd'unaxeverticaletplacéeausommentd'un
toitoud'unmat. Sous l'effet du vent, la girouette se place dans le sens du vent (la plaque du coté opposé à
l'origine du vent). La lecture de la position angulaire de la girouette, à l'œil ou de manière électronique, donne la
directionduvent.
L'anémomètreestuninstrumentquisert,demanièregénérale,àmesurerlavitessed'écoulementd'un
fluidegazeux.Il peutêtreconstituéd'une simplehélice munie d'une capteurdevitesse(qu'il fautorienteralors
dans le sens du vent) ou d'un rotor supportant trois demi-sphères placées à 120° l'une de l'autre et muni d'un
capteurdefréquence.
6-Lamesuredel'ensoleillement
La densité de la couverture nuageuse est importante pour le climat local et son évolution. Elle est aussi appelée
nébulosité et est mesurée en octet : un ciel à 8/8 est complètement couvert et un ciel à 4/8 est à moitié
couvert.