La météorologie (Chap3) C’est quoi la météorologie ? La météorologie est la science qui étudie les phénomènes atmosphériques et les lois qui les régissent afin de prévoir le temps qu’il fera. La température Le fait qu’un objet soit chaud ou froid est une sensation toute relative : cela dépend du matériau constituant l’objet, de la sensibilité de chacun, de la température du lieu d’où l’on vient …etc. Le sens du toucher n’est donc pas objectif pour apprécier la température de l’objet.

La température se mesure avec un thermomètre. Principe du thermomètre Quand on chauffe un liquide, il se dilate : le liquide monte dans le capillaire. On utilise un tuyau assez fin ( appelé capillaire ) pour amplifier le phénomène qui devient alors visible. En repérant sur une échelle, judicieusement choisie, le niveau de liquide, on lit ainsi la température.

COMMENT GRADUER UN THERMOMETRE ?

On lit : t = 18°C Capillaire Support ou tuyau en verre (vide) Colonne de liquide coloré Réservoir rempli d’un liquide coloré On lit : t = 18°C

L’unité de température est le degré Celsius (°C)  Remarque Il existe des thermomètres à maxima et à minima qui indiquent en plus de la température ambiante, la plus haute et la plus basse température de la journée.  L’abri météorologique La station météo est située sur un terrain plat 2m sur 2m minimum dans un espace bien aéré assez éloigné des bâtiments et des arbres. Le terrain est clôturé pour que le matériel ne subisse que les influents météorologiques. Le volume de la boîte renfermant les appareils de mesure ne doit pas être trop faible ( un cube de 50 cm convient très bien.) 

UNITES DE MESURE La température définit l'état physique de l'air, elle traduit l'agitation des atomes à l'intérieur d'un corps et elle est mesurée de trois façons : 1. Échelle Celsius (C °) : Anders Celsius (1701-1744), astronome et physicien suédois, a construit son thermomètre à mercure en 1742. Il a choisi pour unités 100 °C pour la glace fondante et 0 °C pour l'eau bouillante. La division en 100 parties égales de l’intervalle compris entre ces 2 points et l’interversion des repères 0 et 100 a donné notre échelle décimale actuelle.

2. Échelle Fahrenheit (F °) : Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), physicien allemand, a construit les premiers thermomètres pratiques à mercure en 1724.. Il a utilisé 2 points fixes : température de fusion de la glace et température d’ébullition de l’eau. Il a représenté ces deux températures respectivement par 32 et 212. L'origine de ces deux nombres ne semble pas nettement établie. L'échelle FAHRENHEIT s’obtient en divisant cet intervalle en 180 parties égales (elle est encore utilisée dans les pays anglo-saxons).

3. Échelle Kelvin (K °) : sir William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907), mathématicien et physicien britannique, fut l'un des plus grands maîtres dans le domaine de la thermodynamique. Kelvin étudia les travaux de James Prescott Joule sur l’interrelation entre la chaleur et l'énergie mécanique et, en 1852, ils collaborèrent pour mettre au point le phénomène appelé l'effet de refroidissement Joule-Thomson. En 1848, Kelvin proposa l'échelle de température absolue qui porte encore son nom.

28°C 0°C 20°C

Elle est peinte en blanc, pour réduire l’échauffement par absorption du rayonnement solaire. Elle est placée à 1,50m du sol (pour que l'effet de réverbération du sol soit le moins important )

La pression atmosphérique La pression atmosphérique est la pression de l’air qui nous entoure. La pression de l’air se mesure à l’aide d’un baromètre. Elle se mesure en hectopascals (hPa) ou en mm de mercure. 760 mm de mercure = 101 320 Pa = 1 013 hPa

On mesure aujourd’hui la pression atmosphérique avec le baromètre anéroïde.

Les variations de pression sont une bonne indication du temps qu’il va faire.  La valeur moyenne de la pression atmosphérique est de 1013 hPa : - Si la pression atmosphérique augmente, il fera beau. On aura alors un anticyclone (A). Si la pression atmosphérique baisse, il fera mauvais temps. On aura alors une dépression (D). Les cercles concentriques autour d’une zone de dépression (représenté par un D sur une carte) ou d’une zone d’anticyclone (représenté par un A) sont des isobares, des lignes reliant les points possédant la même pression barométrique. La pression est indiquée en millibars et elle augmente de 5 millibars à chaque isobare.

Le vent A cause des différentes pressions, des différentes températures et du relief sur Terre, l’air se déplace. On appelle ce déplacement: le vent Le vent se déplace des zones de haute pression vers les zones de basse pression. - Pour connaître la direction d’où vient le vent, on utilise une girouette. - Pour connaître la vitesse ( en km/h ) du vent on utilise un anémomètre.

ÉCHELLE DE BEAUFORT Échelle graduée de 0 à 12 permettant de déterminer la vitesse du vent d'après ses effets sur la nature. Le degré 0 équivaut à l'absence de vent et le degré 12 à un ouragan.

La pluie et l’humidité Pour connaître la quantité de pluie tombée, on utilise un pluviomètre.  La quantité de pluie tombée s’évalue en mesurant la hauteur que l’eau atteindrait, sur un sol plat si elle y séjournait sans s’infiltrer ni s’évaporer. On exprime cette hauteur en millimètres par m². Remarque : Une couche d’eau de 1 millimètre répartie sur une surface de 1 mètre carré représente un volume de 1 dm3 (ou 1 litre) L’air contient de la vapeur d’eau en plus où moins grande quantité. C’est ce qu’on appelle l’humidité de l’air. Pour mesurer l’humidité de l’air, on utilise un hygromètre. 

Lorsque l’air est sec, l’hygromètre mesure 0% Lorsque l’air est sec, l’hygromètre mesure 0%. Lorsque l’air est saturé d’humidité, l’hygromètre mesure 100%. F I N

THERMOMETRE A AIGUILLE

Hygromètre à cheveu

LE PSYCHROMETRE On peut mesurer l'humidité relative de l'air à l'aide de deux thermomètres, un thermomètre ordinaire (sec) et un thermomètre dont le bulbe est entouré d'un coton imbibé d'eau (mouillé). L'eau dans laquelle trempe le coton est à la température de l'air ambiant. Ce système de 2 thermomètres se nomme « psychromètre ». À cause de l'évaporation, l'eau qui reste dans le coton se refroidit et le thermomètre indique une température plus basse que le thermomètre sec. Plus l'air est sec, plus il y a d'eau qui s'évapore du coton et plus la température du thermomètre mouillé est basse. La différence de température entre les deux thermomètres est donc d'autant plus grande que l'air est sec.

LE PSYCHROMETRE

Température du thermomètre sec Tableau pour calculer l’humidité relative de l’air Température du thermomètre sec 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Température du thermomètre mouillé 2 15 4 34 21 6 55 39 7 8 77 58 42 100 78 60 46 17 79 63 49 37 5 81 65 51 40 31 9 82 66 54 43 27 83 68 56 69 48 84 71 59 50 85 72 61 73 86