En météorologie on considère que le 99% de l'atmosphère de situe en dessous de 30 km d'altitude, incluant la troposphère et une partie de la stratosphère.
La majorité des phénomènes se situent dans la troposphère (env de 7 à 15 km), la tropopause s'opposant
à tout mouvement vertical. Dans la couche de la stratosphère les gaz y sont rares, mais on y trouve la couche d'ozone.
Quelques paramètres suffisent pour définir l'état de l'atmosphère
1 Pa = 1 N/m2 (1 pascal = 1 newton par mètre carré)
La pression atmosphérique se mesure à l'aide d'un baromètre.
Le premier baromètre à mercure fut inventé par le savant italien Torricelli en 1641.
En 1648, Pascal démontre que la pression est égale au poids de la colonne d'air au dessus de ce niveau pour cette altitude.
Au niveau de la mer la pression atmosphérique moyenne est égale à
1013,25 hectopascal(hPa) = 1013,25 millibar(mbar) = 760 mm de mercure.
En abscence de perturbation atmosphérique, pression stable, on peut observer une marée "barométrique" qui passe par un maximum entre 8h et 10h et un minimum entre 14h et 16h. L'amplitude de cette marée rest faible et est de l'ordre de 1 à 2 hPa.
Mesurer la température, c'est mesurer l'énergie cinétique moyenne des particules d'un échantillon de matière, exprimée en unités de degrés sur une échelle standard.
La température conditionne la pression atmosphérique. Elle intervient aussi sur l'humidité. En effet un air plus chaud pourra contenir plus d'humidité que de l'air froid.
L'échelle de mesure utilisée en météorologie est l'échelle Celsius (oC).
La température d'ébullition de l'eau, avec un pression normale (1023.25 hPa) est de 100 oC.
La température de la glace fondante donne le 0 oC.
En physique on utilise l'échelle Kelvin, avec 0 oK pour le zéro absolu (0 oK done -273,15 oC)
On mesure l'humidité avec un hygromètre ou un psychromètre. La mesure s'exprime en % d'humidité.
La masse d'air de la haute pression comble la basse pression voisine et engendre un écoulement (vent).
Cet écoulement se fait en tournant à cause de la force d'inertie appelée force de Coriolis (rotation de la terre).
Depuis une haute pression, l'air se déplace dans sens des aiguilles de la montre.
Dans la basse pression, l'air se déplace dans le sens inverse des aiguilles de la montre.
| La loi de Buys-Ballot |
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La direction du vent en atmosphère libre suit la tangeante aux isobares |
Le sens du vent est tel que, dans l'hémisphère nord, les basses pressions sont à notre droite, en se mettant face au vent. Dans l'hémisphère nord, le vent tourne dans le sens inverse des aiguilles de la montre autour des dépressions et dans le sens des aiguilles dans les anticyclones. L'inverse dans l'hémisphère sud |
Le vent est défini par une direction (0o = nord, 90o = est) et une vitesse exprimée en noeuds ou en Beaufort pour les marins.
1 noeuds = environ 0.5m/sec
La vitesse du vent se mesure avec un anémomètre et sa direction avec une girouette.
| Force | Descriptif | Noeuds | Km/h | Sur mer | Sur terre |
| 0 | Calme | <1 | <1 | Mer d'huile | La fumée monte verticalement |
| 1 | Très légère brise | 1 à 3 | 1 à 5 | Quelques rides | La fumée se déplace dans le lit de la brise |
| 2 | Légère brise | 4 à 6 | 6 à 11 | Vaguelettes courtes | Les feuilles frémissent |
| 3 | Petite brise | 7 à 10 | 12 à 19 | Très petites vagues | Feuilles agitées |
| 4 | Jolie brise | 11 à 16 | 20 à 28 | Petites vagues, nombreux moutons | Petites branches agitées, les papiers s'envolent |
| 5 | Bonne brise | 17 à 21 | 29 à 38 | Vagues modérées, moutons, embruns | Petits arbres se balancent |
| 6 | Vent frais | 22 à 27 | 39 à 49 | Lames, embruns, crêtes d'écume | Grandes branches sont agitées |
| 7 | Grand frais | 28 à 33 | 50 à 61 | Déferlantes, traînées d'écume | Marche contre le vent difficile, arbres agités |
| 8 | Coup de vent | 34 à 40 | 62 à 74 | Embruns à la crête des vagues, traînées d'écume | Petites branches se cassent, marche très difficile contre le vent |
| 9 | Fort coup de vent | 41 à 47 | 75 à 88 | Grosses lames déferlantes, surface des eaux | Légers dommages aux habitations, tuiles, cheminées |
| 10 | Tempête | 48 à 55 | 89 à 102 | Très grosses lames déferlantes, visibilité réduite | Rare sur terre, arbres déracinés |
| 11 | Violente tempête | 56 à 63 | 103 à 117 | Lames énormes, mer recouverte d'écume blanche | |
| 12 | Ouragan | >64 | >118 | L'air est plein d'écume et d'embruns, visibilité fortement réduite |
Le nuage est un ensemble visible, constitué par des particules liquides ou
solides en supension dans l'atmosphère, mais pas de gaz. (On ne voit pas les gaz !)
On trouve dans les nuages de l'air sec, de la vapeur d'eau, des particules solides tels que
cristaux de glace, sable, poussières, sel marin et autres particules.
Formation
Une saturation ou une condensation peuvent se produire suite à une détente de la pression atmosphérique.
Classification
On trouve 10 genres de nuages
Exemple : Cumulus humilis
Les variétés sont des détails caractéristiques qui décrivent la disposition des éléments du nuage. Un nuage peut avoir plusieurs variétés.
Développement des nuages en différentes altitudes et en fonction de la latitude.
Etages Nuages Latitudes polaires Latitudes moyennes Latitudes tropicales -------------------------------------------------------------------------------------------------------- nuages élevés Ci Cs Ce 3-8 km 5-13 km 6-18 km nuages moyens Ac As Ns 2-4km 2-7 km 2-8 km nuages bas St Sc Cu Cb 0-2 km 0-2 km 0-2 km
On arrive aussi à se faire une bonne idée de la force du vent en regardant bouger les arbres, les vagues sur un lac ou la mer. Les arbres nous donne aussi de bonnes indication quand à la force du vent.
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Le thermomètre permet la mesure de la température. Le psychromètre permetra de déterminer le point de rosée. L'hygromètre mesure le poucentage d'humidité dans l'air. Le baromètre donne la pression atmosphérique. La barographe enregistre la pression sous forme d'un graphique, il est utile pour visualiser les variation de pression dans le temps l'anémomètre indique la vitesse du vent La girouette donne l'orientation du vent Le pluviomètre donne la quatité de pluie tombée |
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Engendré par des passages de fronds froids secondaires, ils prennent aussi naissance avec le Cumulonimbus isolés. Au passag ed'un grain on observe une variation du taux d'humidité.
Les navigateurs les repèrent facilement sur la surface de l'eau en remarquant des risées.
On trouve plus facilement des orages en été et en fin de journée. En effet le soleil réchauffe plus longtemps l'air et celui-ci monte rapidement créant ainsi des cumulus qui s'allongent se transforment ainsi en cumulonimbus.
La rencontre air chaid dans les couches froides de haute altitude provoques Les orages se préparent aussi à l'intérieur des dépressions, sur l'arrière du frond chaud et sur l'avant du front froid. Au passage du front froid, l'air chaud et humide est soulevé ce qui provoque la formation de nuages. Si la montée de l'air est suffisamment rapide (évitant le refroidissement de l'air), les lignes d'orages composées de cumulonimbus se forment. De la pluie pouvant être soutenue par moment est à prévoir dans les orages.
Le soir du côté du coucher du soleil (ouest), on peut savoir si le lendemain sera beau ou pluvieux.
Si l'horizon est rouge orange, on peut dire que le lendemain sera un beau jour.
Avec une coucher de soleil dans un ciel couleur acier, le mauvais temps est pour demain.
Avec un ciel nuageux et un vent d'ouest, le temps est à la pluie pour la journée.
Avoir des instruments permet de récolter des informations supplémentaires, de compléter et de confirmer nos observations. Il faut aussi pouvoir interpréter les valeurs lues, par exemple, que veut dire une baisse de pression lente ou rapide etc ...
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