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CLIMAT ET SES COMIPOSANTES EAU ET ATMOSPHERE DJEGUI Jérôme Makin KOUAME Kouassi

CLIMAT ET SES COMIPOSANTES EAU ET ATMOSPHERE DJEGUI Jérôme Makin KOUAME Kouassi da SIL VEIRA K. Séwa Juinr 2002 Ce cours fait partie d’un ensemble d’enseignements dont l’objectif général est de rendre l’élève “ capable de rappeler les mécanismes scientifiques utiles à /a compréhension des phénomènes rencontrés lors de la conception, de /‘étude et de la réalisation des ouvrages et équipements.” Le présent enseignement est lui-même inclus dans un sous-ensemble appelé sciences de l’environnement. OBJECTIF SPECIFIQUE Au terme de cet enseignement, chaque élève doit être capable de rappeler les notions d’agroclimatologie qui contribuent à la compréhension de l’objectif général. Le schéma ci-après illustre bien la place de I’agroclimatologie dans l’ensemble des mécanismes scientifiques que nécessite la formation du technicien supérieur de I’ETSHER. Tableau 1 : Place de l’objectif spécifique du cours dans l’objectif général afférent. l’environnement l Chimie des eaux . Conservation des produits 2 alimentaires I l , DEFINITION DE L’AGROCUMATOLOGIE C’est la science qui décrit, explique, classe les climats et tire les conséquences pour l’agriculture. II ne s’agit pas d’une description du point de vue de la géographie physique, mais plutôt des seuls facteurs climatiques ayant une influence sur le développement de l’agriculture (vent ; pluie ; végétation ; ensoleillement ; etc.). Sur le plan agricole, il ne s’agira pas de biologie végétale. On se limitera à la compréhension des mécanismes du développement végétatif, afin que pour une plante donné, sous un climat donné, on puisse quantifier les volumes d’eau dont elle a besoin pour sa production optimale. Ces quantités d’eau s’appellent besoin en eau des cultures. Pour arriver à cette quantification, nous allons étudier les facteurs qui agissent ou qui interagissent sur la plante au cours de son développement végétatif. Nous allons donc étudier, sous un climat donné, les relations eau- sol- plante pour aboutir à la détermination des besoins en eau de la plante considérée. Cette étude sera organisée comme suit : Chapitre 1 : le climat et ses composantes Chapitre 2 : l’eau et l’atmosphère : le cycle de l’eau Chapitre 3 : l’eau et la plante : les relations eau- sol- plante Chapitre 4 : besoins en eau des cultures. 3 B - LE CL! TETSESC 1.1. - LES OBSERVATIONS METEOROLOGIQUES 7.7.7. Objectifs Une relative connaissance des facteurs climatiques, enregistrés par lui-même ou par des spécialistes, doit aider l’agriculteur dans les décisions qu’il devra prendre : Des décisions à long terme d’abord, que l’on peut qualifier de stratéqique et qui tiennent compte du climat local connu par les enregistrements météorologique des années passées : Le choix des cultures à entreprendre, l’élimination de celles que le climat rend trop aléatoire Les investissements en matériel : matériel d’irrigation par exemple, matériel de récolte, puissance des tracteurs en fonction du sol et des jours disponibles de travail L’engagement de personnel, permanent ou temporaire Des décisions à court terme, qualifiées de tactique, qui tiennent compte des prévisions météorologiques à court terme ou des enregistrements récents. La plupart des décisions à prendre par l’agriculteur au matin de chaque journée, ou pour les 2 ou3 jours, qui viennent, dépendent du temps qu’il fait, qu’il a fait, ou qu’il va faire : Les travaux culturaux comme la prise au sol au bon degré d’humidité, les binages et sarclages , la récolte des céréales Le déclenchement des moyens de lutte contre les intempéries : irrigation, aspersion.. . La conduite de la lutte antiparasitaire et herbicide : du temps écoulé ou qui s’annonce dépend l’évolution des parasites et la possibilité ou non de traiter sans danger pour la culture traitée ni pour les cultures voisines (température, vent...) 1. q.2. Les grandeurs mesurées Les observations météorologiques portent sur les <<éléments du climat >> ou <<facteurs climatiques >> qui sont : -la température -les précipitations, - l’évaporation, - l’hygrométrie - la radiation - l’insolation - la nébulosité - le vent - la pression atmosphérique LES APPAREILS DE MESURE 1.2.1. LA TEMPERATURE 12.1 .l. LES THERMOMETRES à liquides, plus précis que les thermographes enregistreurs exprime la température en degrés celcius. Les thermomètres ordinaires et à maximum utilisent le mercure, les thermomètres à minimum l’alcool (bien que des thermomètres à maxima - minima à mercure soient utilisés pour des mesures courantes à la ferme ). 5 THERMOMETRE A MAXIMA ET MINIMA 6 1.2.7.2. TEMPERATURE DE L’AIR, DU THERMOMETRE, DE LA PLANTE OU DU SOL l la température de l’air se mesure sous abri ,à 2 m environ d’un sol engazonné. L’abri doit protéger le thermomètre (et les autres appareils qu’il contient ) des sources de chaleur et d’humidité qui ne proviendrait pas de l’air : pluie rayonnement du soleil, du sol et des objets voisins. II doit aussi limiter les pertes de chaleur par rayonnement du thermomètre lui-même. Sa construction est donc délicate et ses normes standardisées. l La température indiquée par un thermomètre exposé à l’air libre ne signifie rien pendant la journée : elle dépend en effet du pouvoir d’absorption des rayonnements par le thermomètre, lui-même dépendant de sa couleur, de l’épaisseur du verre, de sa forme, du rayonnement des objets voisins . . . Le thermomètre n’indique alors que sa propre température. Par contre la nuit, la perte de chaleur du thermomètre est sensiblement identique à celle des autres objets, notamment des plantes : le thermomètre exposé à l’air libre indique alors la température des plantes, généralement inférieur à celle de l’air, surtout si le ciel est clair et l’atmosphère calme (différence de 2 à 6” , parfois davantage au- dessous de la température de l’air). Mais pour bien différencier cette mesure, on lui donne le nom d’indice actinothermique, indice très utile pour la détermination des risques de gelée nocturne de printemps. On le mesure à 5/15 cm du sol engazonné pour les cultures basses à 40/50 cm pour les vignes et arbres fruitiers. l La température du sol se mesure à l’aide de thermomètres sondes enfoncés à diverses profondeurs : 10, 50 ou même 100 cm. INTERIEUR D’UN ABRI : remarquer les thermomètres, hygrographe, barographe et psychromètre. VUE D’UN SITE DERELEVE METEOROLOGIQUE 7.2.2. LE RAYONNEMENT, L’INSOLATION, LA NEBULOSITE 1.2.2.1. Le rayonnement et ses composantes : d’abord quelques définitions l RAYONNEMENT. Un rayonnement est un ensemble d’ondes électromagnétique qui transporte de l’énergie. l RADIATION. Une radiation est un ensemble d’ondes de même longueur d’onde. On peut classer les rayonnements d’après leur longueur d’onde : « h » - rayons gamma et cosmétiques : longueur d’onde L inférieur à 0.058 - ( 1 angstrœm a vaut dix millionième de mm ) ; - rayons X : h comprise entre 0.05et 10 A ; 9 - rayons ultra-violets (U V ) : h comprise entre mois 100 A et 4000 A ; - rayonnement visible : h comprise entre 0.4 et 0.7 1-1 (un micron q vaut 1 millième de mm donc IOOOOA ) ; - rayonnement infra-rouge (IR) : h comprise entre 0. 7 et 200 ; - rayonnement radar, TV, radio ( ondes hertziennes ) : h comprise entre moins de 1 mm et 20 km. l TRANSPORT D’ENERGIE.Tout transport d’énergie par rayonnement nécessite un émetteur, source d’énergie, et un récepteur. D’autre part, tout corps émet un rayonnement qui est fonction de sa température et des caractéristiques de sa surface. Un rayonnement arrivant sur un corps pourra donc être en partie réfléchi, absorbé ou transmis l REFLEXION. La réflexion d’un rayonnement arrivant sur un corps dépend de l’incidence et de la longueur d’onde de ce rayonnement, ainsi que du corps lui- même. On appelle albédo, du latin albedo, blancheur, le pourcentage de l’énergie incidente qui est réfléchi directement. Ainsi la neige réfléchit presque tout le rayonnement visible ( albédo = 80 à 90 % ), mais se comporte presque comme un corps noir pour les infra-rouges (aibédo presque nulle ). Les corps lisses et blancs réfléchissent plus que les corps rugueux et foncés : ainsi un champs motteux absorbe plus d’énergie ( réfléchit moins dans le visible ) que le même champs après passage du rouleau, et paraîtra donc plus sombre. l ABSORPTION .la part d’énergie qui n’est pas réfléchie peut être absorber par le corps qui la reçoit. De même que la réflexion, l’absorption sera fonction des longueurs d’onde considérées et du corps lui même. l TRANSMISSION. Une partie du rayonnement reçu par certains corps n’est ni absorbée ni réfléchie mais transmise. On dit que le corps est transparent aux radiations qu’il transmet, et qu’il est opaque aux radiations qu’il ne transmet pas. Ainsi le verre est transparent aux rayons visibles (lumière),mais opaque aux rayons infra-rouges (chaleur). D’où son intérêt pour les serres. l EMISSION. Les corps émettent en fonction de leur température, donc selon l’énergie absorbée qui les échauffent. Un corps n’émet que dans les longueurs d’onde qu’il peut absorber. 10 1.2.2.2. L’énergie reçue par le sol et les plantes. Le bilan radiatif a) Les flux d’énergie entre le soleil et le sol Du rayonnement solaire atteignant l’atmosphère ( 2calories / minute / cm2 = constante solaire ), la moitié environ, soit 51 % frappe la surface terrestre, 26 % par radiation uploads/Geographie/ agroclimatologie 1 .pdf