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La météorologie est une science
d'observation mais elle est aujourd'hui parvenue à un haut niveau de
perfectionnement grâce à l'utilisation des satellites, notamment.
Désormais, ses méthodes de prévision permettent, lors de leur mise en
exploitation, de répondre aux problèmes d'assistance, qui sont de plus en
plus nombreux et de plus en plus diversifiés. n. f. Science de l'atmosphère. Dans l'Antiquité, les phénomènes atmosphériques étaient souvent considérés comme la conséquence de l'humeur des dieux. Néanmoins, les Grecs entreprirent l'analyse logique des manifestations du temps, en essayant d'en dégager des lois ; il est remarquable que déjà cinq siècles avant Jésus-Christ des renseignements météorologiques étaient fournis, par des services officiels grecs, aux navigateurs. Éléments d'histoire Pourtant, il faudra attendre au moins vingt siècles pour que soient mis sur pied de véritables services météorologiques. Il fallut l'opiniâtreté et l'intuition du savant français Urbain Le Verrier pour que le service de prévision météorologique devienne une réalité ; mandaté par Napoléon III, Le Verrier démontra, en 1854, que, si les observations faites au passage d'une tempête en Europe occidentale avaient été rapidement transmises et analysées, cela aurait permis d'éviter que la flotte française ne soit durement malmenée en Crimée ; du même coup, le savant avait mis en évidence le caractère migrateur des zones de mauvais temps et la nécessité de la transmission rapide, vers un centre, de toutes les observations effectuées continuellement en différents points du globe. Ces informations de " surface " vont rapidement se révéler insuffisantes, et les météorologistes français vont, à partir de 1898, mettre au point la technique de mesure en altitude des paramètres de l'atmosphère. Malgré cet essor considérable, la météorologie va quelque peu stagner jusqu'à la Première Guerre mondiale. À cette époque, poussé par la nécessité de satisfaire aux demandes formulées par les états-majors et par les besoins opérationnels d'une aviation de combat en plein développement, le Service météorologique français va bénéficier des premières techniques de transmission radioélectrique en ondes courtes, qui seront alors utilisées, avec succès, pour la communication rapide des observations météorologiques. Après la guerre, le réseau météorologique s'accroît rapidement dans chaque pays, et les techniques de mesure progressent sans cesse. Les météorologistes français se rendent à l'évidence : les événements météorologiques qui arrivent sur l'Europe occidentale prennent naissance au-dessus de l'océan Atlantique. En 1926, le Service météorologique français utilise les observations effectuées par certains navires ; le résultat n'est pas pleinement satisfaisant, en raison du déplacement incessant des bateaux. En 1937, le Carimare, battant pavillon français, devient le premier navire météorologique stationnaire du monde. Parallèlement à l'essor de l'aéronautique, la prévision se développe et s'échelonne avant, pendant et après les vols aériens. Malheureusement, une fois encore, le potentiel scientifique des services météorologiques doit se mettre au service d'activités destructrices d'un monde en guerre. Après le conflit, en 1947, se met en place l'Organisation météorologique mondiale (OMM), qui décide la création de huit commissions spécialisées dont le rôle est d'établir les règlements techniques, les codes et les procédures de travail, les réseaux de transmission nécessaires aux échanges des renseignements à l'échelle mondiale. De plus, six associations régionales sont créées (la Terre est partagée en six zones), dont le rôle est d'appliquer, sur le plan régional, les décisions du congrès de l'OMM, d'organiser, compte tenu des décisions des commissions techniques, les réseaux d'observation de surface et d'altitude, et, enfin, de mettre en œuvre les moyens de transmission nécessaires pour l'ensemble de la région météorologique. Les observations météorologiques Nous avons vu le rôle important que joue l'observation en météorologie ; dans chaque pays, on retrouve un service national, qui est chargé d'organiser et de gérer un réseau d'observation. La station d'observation La cellule de base de ce réseau est la station d'observation ; dans tous les pays, son installation et son instrumentation répondent aux mêmes critères. Dans un parc gazonné, sans ombrage, est érigé l'abri météorologique, convenablement ventilé, dans lequel sont placés hors de l'atteinte directe des rayons du soleil, un certain nombre d'instruments : un thermomètre à mercure gradué en degrés ou en demi-degrés, qui donne la température de l'air sous abri ; un thermomètre à maxima et un thermomètre à minima, qui sont lus une fois par vingt-quatre heures ; un thermomètre enregistreur (thermographe), qui note sur un diagramme la variation de la température ; un hygromètre, qui sert à mesurer le degré d'humidité de l'air. Certaines stations, pour des besoins spécifiques, sont équipées de thermomètres à sondes à résistance de platine, qui permettent la télémesure des températures soit dans le sol, soit à quelques dizaines de centimètres du sol. À l'intérieur du parc sont installés un héliographe, qui permet, par simple lecture, de connaître la durée journalière de l'insolation, un pluviomètre, qui donne quotidiennement la duré et la quantité de précipitation ; enfin, dans certains cas, le parc est doté d'enregistreurs plus spécialisés, en fonction des éléments météorologiques à mesurer. À l'intérieur de la station sont installés le baromètre à mercure et le baromètre enregistreur, ainsi que les cadrans de l'anémomètre et de la girouette, qui donnent les vitesses moyenne et instantanée du vent ainsi que la direction d'où il souffle. Toutes les trois heures, chaque station météorologique envoie vers un centre régional, qui les concentre avant de les diriger vers le centre national, des messages d'observations, qui comprennent, sous forme codée, toutes les informations et toutes les mesures effectuées dans les dix minutes qui précèdent l'heure ronde à laquelle on fait la lecture de la pression. Certaines stations météorologiques plus spécialisées effectuent, toutes les douze heures, des mesures en altitude, à l'aide d'une radiosonde liée à un ballon gonflé à l'hélium ; cette radiosonde transmet en permanence au sol les données de température, d'humidité et de pression, au fur et à mesure de son ascension ; de plus, un réflecteur radar lié à la radiosonde permet, à partir du sol, de calculer le vent (force et direction) à différents niveaux de l'atmosphère. Ces informations sont rapidement transmises vers le service central, qui effectue alors, une fois toutes les informations étrangères rassemblées, une analyse et une prévision de l'état de l'atmosphère pour différents niveaux standards, et ce jusqu'à environ 20 km d'altitude. On comprend que l'acheminement d'un tel volume d'informations dans un délai de temps le plus bref possible, tant sur le plan national que sur le plan international, nécessite la mise en place d'un réseau de communications complexe et fiable. Les navires, les bouées et les satellites Il existe également d'autres sources d'information ; sur mer, par exemple, des observations régulières sont effectuées par les navires météorologiques stationnaires, par des navires de guerre ou des navires marchands, qui constituent le réseau des navires sélectionnés, et par des bouées météo-océanographiques, qui transmettent automatiquement des informations. Enfin, avec l'avènement des satellites météorologiques à défilement (satellisés à une distance d'environ 1 500 km et tournant autour de la Terre à grande vitesse) et géostationnaires (satellisés à une distance d'environ 36 000 km et tournant autour de la Terre à la même vitesse que celle-ci), on obtient en permanence des photographies des formations nuageuses qui évoluent autour de la Terre. Les photographies obtenues, soit en clichés noir et blanc, soit en clichés couleur infrarouge, permettent de mieux positionner et de mieux surveiller les événements météorologiques localisés, qui naissent et se développent souvent en passant au travers des mailles du filet des stations d'observations. Tout cet ensemble constitue le réseau d'observations météorologiques, lequel compte quelque 9 500 stations d'observation en surface réparties sur tout le globe, dont 500 stations terrestres automatiques et 150 stations marines automatiques, 1 650 stations assurant des mesures en altitude, 5 000 navires marchands équipés pour fournir des informations chaque jour, 550 radars, des bouées dérivantes et des ballons avec des radiosondes. Les modèles de prévision Le service de prévision est chargé de traiter toutes les observations, pour fournir des bulletins de prévision, soit d'ordre général, soit d'ordre particulier, pour répondre aux besoins d'assistance spécifiques. Actuellement, les modèles de prévision sont numériques, c'est-à-dire qu'ils font appel aux lois de la dynamique et de la thermodynamique de l'atmosphère considérée comme un fluide. La prévision numérique nécessite un grand nombre de données qui doivent se répartir sur la surface terrestre de la façon la plus homogène possible. Pour cela, on définit un maillage en trois dimensions de milliers de petits volumes fictifs élémentaires qui, en se juxtaposant et en se superposant, recouvrent toute la planète. Horizontalement, la dimension d'une maille varie entre 50 et 250 km, selon que l'on veuille établir une prévision à l'échelle d'un pays ou planétaire. Verticalement, on subdivise l'atmosphère en dix à quinze tranches. Pour que les prévisions soient acceptables à un moment donné, 10 millions de données chiffrées sont indispensables. De dix minutes en dix minutes, il faut environ 1,5 milliard d'opérations mathématiques pour établir des prévisions planétaires pour vingt-quatre heures. Le résultat de tous ces calculs, qui nécessitent les plus gros ordinateurs, se présentent sous forme de cartes des vents, des températures, des pluies prévues, etc. Un rôle d'assistance Le travail du prévisionniste consiste ensuite à fournir des documents adaptés à des besoins très divers. L'assistance à l'aéronautique Elle concerne les aviations militaire, commerciale et légère. En fonction de l'évolution des matériels volants, qui deviennent de plus en plus sûrs, à la sécurité des vols - mission primordiale de la météorologie - est venue s'ajouter la notion de rentabilité, que les compagnies aériennes tentent de mieux appliquer pour exploiter leurs avions de la manière la plus économique possible. Les prévisions de vent et de température au niveau des vols répondent en partie à cette préoccupation, mais un certain nombre de facteurs météorologiques jouent un rôle important sur le plan de la sécurité des atterrissages et des décollages (le vent, la visibilité, l'altitude de la base des nuages, la température de l'air, la pression atmosphérique, les précipitations). L'assistance à la marine et aux activités nautiques Cette assistance s'effectue au bénéfice de tous les usagers maritimes, en vue d'assurer leur sécurité ; pour cela, un certain nombre de bulletins réguliers ou spéciaux sont diffusés continuellement. En France, ils concernent trois domaines maritimes : le domaine du grand large couvre une grande partie de l'Atlantique Nord et de la Méditerranée occidentale ; le domaine du large couvre le proche Atlantique, la Manche, la mer du Nord et la moitié nord du bassin méditerranéen occidental ; enfin, le domaine de la côte est constitué par une bande côtière d'une largeur de 20 milles nautiques. Une assistance particulière s'adresse également aux plaisanciers ainsi qu'aux skippers qui participent aux grandes courses océaniques. La météorologie marine joue désormais un rôle très important dans le cadre de la pêche dite industrielle, par la prévision de certains éléments océano-météorologiques qui agissent directement sur la concentration des bancs de poissons. Enfin, la météorologie prend une part active dans tous les chantiers où sont effectués des travaux en mer, et en particulier dans la recherche et l'exploitation du pétrole. L'assistance à l'agriculture L'agronome et l'agriculteur veulent prévoir le climat, afin de réduire les aléas de la production agricole. La pluie, le rayonnement, le vent, la température et l'humidité sont les principaux facteurs pris en compte, tout comme dans les études de météorologie générale. Mais les paramètres pertinents pour l'agriculture sont souvent plus localisés, plus proches des plantes. Entre deux parcelles distantes de 100 m, la pluviométrie peut varier du simple au double. On a généralement besoin d'instruments de mesure placés sur le lieu même de la culture pour tenir compte des microclimats (par exemple la quantité d'eau reçue par un champ particulier, les températures mesurées dans le milieu naturel, la température de surface des plantes ou du sol, l'humidité du sol à différentes profondeurs, l'humidité de l'air à différentes hauteurs d'un couvert végétal, le bilan des échanges énergétiques au voisinage des plantes, l'évaporation de l'eau, etc.). L'évaporation est fondamentale en agrométéorologie en raison de l'importance du facteur eau pour la vie des plantes : l'eau évaporée provient de la surface du sol et de la transpiration des tissus végétaux. On parle d'" évapotranspiration ", résultat des interactions entre le sol, les plantes munies de leur appareil de régulation (stomates) et les facteurs climatiques (rayonnement, vent, etc.). Rapprochée de la pluviométrie et des réserves du sol, elle éclaire, dans les cas les plus courants, sur la dose d'irrigation complémentaire que l'on doit apporter aux plantes cultivées. Une autre notion spécifique est celle des " sommes de températures ". On définit des seuils de démarrage (" zéros de végétation ") et d'arrêt de la végétation, pour différentes plantes cultivées et l'on constate que, dans cet intervalle, les besoins journaliers d'une plante en température moyenne sont déterminés assez précisément (exemple : telle variété de soja a besoin, dans la phase levée-floraison, de 750 degrés-jours, ce qui correspond à la température moyenne journalière multipliée par le nombre de jours). En outre, l'agronome s'intéresse vivement aux prévisions climatiques, à court terme et à long terme. En particulier, l'analyse statistique a posteriori (sur une durée de vingt ans, par exemple) des périodes climatiques favorables à la réussite des opérations culturales définit la notion probabiliste très importante de " jours propices " ou " jours disponibles ", base de tout système de culture et de tout choix rationnel d'équipements mécaniques : on choisit habituellement les opérations et les machines capables d'assurer statistiquement la réussite de la culture huit années sur dix en prenant le risque de ne pas pouvoir réaliser les opérations dans le temps imparti deux années sur dix. Enfin, l'agronome s'intéresse spécialement aux moyens de protection contre les phénomènes climatiques gênants (lutte contre le vent, la grêle, le gel), aux moyens de pallier les insuffisances d'eau (par l'irrigation) ou les excès d'eau (par le drainage) et aux conséquences des évolutions climatiques sur l'éclosion et la dissémination des ennemis des cultures (vents, pluies, humidité, températures). L'assistance aux transports et à l'industrie Le rail, la route, les rivières et les canaux sont souvent touchés par les intempéries ; en fonction des caractéristiques de chaque type de transport, la météorologie fournit des messages d'alerte dès que certains seuils sont atteints ou dépassés. Chantiers, EDF-GDF, travaux publics demandent une assistance météorologique qui concerne les pluies, le vent, etc. Dans certains cas, lorsque certains seuils locaux de pollution atmosphérique sont atteints ou dépassés, les services de la météorologie diffusent des messages d'alerte, qui peuvent aboutir à une réduction ou à un arrêt momentané de l'activité industrielle responsable de cette pollution atmosphérique (ou marine dans le cas de rejets de déchets polluants dans l'océan). D'autre part, une information est faite, pour le grand public, par la presse, la radio et la télévision, à l'aide de bulletins météorologiques, dont certains concernent les activités de loisir (plaisance, montagne). La météorologie spatiale La météorologie spatiale utilise des satellites artificiels, qui observent la totalité du globe terrestre et peuvent surveiller des phénomènes météorologiques. Dès 1960, un premier satellite météorologique, baptisé Tiros, est placé par les Américains sur une orbite polaire à environ 1 000 km d'altitude. Ses images infrarouges montrent pour la première fois la totalité de la couche nuageuse terrestre, et révolutionnent la météorologie. L'utilisation des satellites météorologiques devient opérationnelle au milieu des années 1960, avec les engins américains Tiros et soviétiques Meteor. Elle devient l'une des principales sources d'informations des météorologistes, et est intégrée dans le cadre de l'Organisation météorologique mondiale. Les satellites transmettent des images des nuages et procèdent à distance à des mesures de température, d'humidité, etc. Ils observent aussi les neiges, les glaces et les surfaces océaniques. Dans les années 1970, des satellites météorologiques sont placés en orbite géostationnaire, à 36 000 km au-dessus de l'équateur. Les images de chacun d'eux révèlent les nuages au-dessus d'un tiers du globe. Elles sont montrées tous les soirs aux téléspectateurs du monde entier, lors des bulletins météorologiques. Un réseau international de cinq satellites météorologiques géostationnaires entoure ainsi la Terre en 1996 : deux américains, un européen (Meteosat), un russe et un japonais. Ils font partie de la " veille météorologique mondiale " de l'OMM. Peu après l'an 2000, l'Europe disposera également, comme les Américains et les Russes, de satellites météorologiques en orbite basse, les " Metop ", qui fourniront des informations complémentaires de celles des satellites géostationnaires. AIRALLERGY:
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