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Cours de Météorologie SOMMAIRE 1. De l’observation à la prévision 2. L’atmosphè

Cours de Météorologie SOMMAIRE 1. De l’observation à la prévision 2. L’atmosphère 3. La température 4. La pression 5. Le vent 6. L’humidité 7. Les nuages 8. Circulation générale et masses d’air 9. Les perturbations 10. Météorologie tropicale 11. La mer et les vagues 12. Océanographie 13. Prévision et routage Chapitre 1 : De l’observation à la prévision 1- Introduction a) Historique 14 novembre 1854, durant la guerre de Crimée une violente tempête provoque le naufrage de 40 navires et fait 400 morts. L’astronome le Verier démontre que la tempête était prévisible depuis deux jours. Mise en place d’un réseau météo : observation et télégraphe. b) aujourd’hui 2- L’OMM : l’organisation météorologique mondiale WMO en anglais. Née en 1950 elle fait partie de l’ONU. Elle est constituée de 161 états membres. VMM : veille météo mondiale : née en 1963, a pour rôle de recueillir les observations, transmettre les données, et élaborer la diffusion via les centre météo mondiaux et régionaux. Trois composantes : - système mondiale d’observation : sur terre, sur mer, dans l’atmosphère et dans l’espace. - Système mondiale de télécommunication : échange rapide des données puis analyse et prévisions - Système mondial de traitement des données : réseau de centres informatisés de traitements des données. 3- L’observation météo - 9500 stations terrestres dont 10% sont équipées de ballons sondes qui atteignent les 30 km d’altitude et de radar terrestres. Mesure de la pression, température, humidité, vent, précipitations, nébulosité, temps présent … Télécommunications : satellites Traitement des données Observation : station terrestre, satellites, bouées, navires Diffusion des prévisions : VHF, MF, HF, satellites Exemple de ballon sonde - 7000 navires faisant route mais rarement équipés de ballons. La prévision se fait avec l’observation et les instruments de bases de météo (baromètre, psychromètre, anémomètre, thermomètre…) - des centaines de plates- formes et des bouée ancrée et dérivantes - quelques aéronefs équipés de radar Doppler ou autre pour effectuer des sondages verticaux dans les perturbations - 6 satellites géostationnaires : bonnes couverture des zones habitées plus mer et déserts. Cadence de une image toutes les 30 minutes. Ils sont équipés de radiomètres mesurant l’énergie de rayonnement émis par la surface (terre, mer, nuages), servent aussi de relais télécoms - 3 satellites en orbite circumpolaires : double balayage complet de la terre en 24 heures - satellites ERS (european remote sensoring): orbite basse (800km) mesure altimétrique et mesures de vagues. Font partis de l’agence spatiale européenne, observent la terre et en particulier l’atmosphère et les océans. Bouée Marisonde : mesure la pression, le vent, la température et se positionne par système ARGOS Bouée Houlographe Image d’un radar Doppler embarqué a bord d’un aéronef. Satellite météo européen en orbite polaire lancé en octobre 2006 de type MetOp 3- Les réseaux de surfaces Réseau synoptique international (observation atmosphérique) - messages d’observation codés SYNOP ou SHIP - observation toutes les trois heures pour le réseau principal (en France 120 station reparties sur tous les départements) et intermédiaire (pour les plus petites stations départementales) - à terre stations et sémaphores, en mer personnel embarqué et automatisations des navires français en cours par Météo France - observation de surface en mer reste importante : 70% de la surface du globe est de l’eau - observation océanographique par des navires spécialisés : profils de température (BATHY) ou de salinité (TESAC) 4- Système mondial de télécommunication (SMT) Maillage entre centre météo mondiaux et régionaux afin de : - transmettre rapidement l’information issus des stations (terrestres et navires) - fonction du développement des communications (INMARSAT) Exemples de centre mondiaux : Blacknell, Washington, Toulouse et beaucoup de station régionales 5- Traitement de l’information Essentiellement par super calculateurs en trois étapes : - collecte et rassemblement des données - analyse : c’est la détermination à partir des observations l’état de l’atmosphère à un instant donné. Tracé manuel des isobares puis analyse par prévisionniste toutes les trois heures pour le France et l’Europe ; analyse globale vers les services de prévision toutes les 6 heures ; analyse poussée de la surface par les satellites entrée dans le modèle numérique afin de le recaler sur la réalité (pression, température, humidité, vent) toutes les douze heures. - Diffusion des données En France, modèle numérique ARPEGE alimenté deux fois par jours permet de faire une prévision de 6 à 72 heures. Au delà c’est le centre européen de Reading qui fait les prévisions. 6- Diffusion des données Les bulletins sont diffusés selon 4 zones : - Rivage : zone de 2 milles plus plan d’eau intérieurs côtiers. Plutôt orienté grand public et loisir nautiques de bord de plage. Ne font pas partis de la mission de sécurité. - Côte : bandes des 20 milles sur le littoral métropolitain - Large : bande des 200 milles, bulletins rédigés selon un zonage par le service central de Exemple d’image satellite utilisée pour la prévision météo prévision marine de Toulouse. Il englobe le domaine côtier. - Grand large : domaine de la haute mer. Les responsabilités sont partagées entre différents pays dans le cadre du SMDSM. La France s’occupe de la METAREA II (du proche atlantique jusqu’au golfe de guinée), ainsi que sur les zones couvrant la traversée de l’atlantique. Deux types de bulletins météo : - Bulletins réguliers : rédigés deux à trois fois par jour et comportent : origine, intitulé, date, description de la situation météo générale et de son évolution, une prévision par zone pour les 24h à venir (avec détail du vent, état de la mer, temps significatif, visibilité), la tendance ultérieure (annonce d’évènements dangereux notamment), observation des sémaphores et marées prévu pour les côtiers. - Bulletins irréguliers : ce sont des AVIS, émis quelque soit l’heure, dès l’instant où un phénomène météo dangereux pour la navigation est observé ou prévu (avis de vent fort de 7 à 12 B (BMS = bulletins météorologiques spéciaux), avis de forte houle, avis de visibilité réduite, avis de surcôte). Valable pour 24h, émis avec un délai suffisant avec forte probabilité, et si le phénomène perdure au- delà des 24h, un nouvel avis est émis. Si le phénomène s’annule, un avis d’annulation doit être émis. Délimitation de la zone Metarea II Forme des BMS : Valables 24 heures, ils sont renouvelables et modifiables. Ils contiennes les informations suivantes : origine du bulletin, type de bulletins, numéro (classés de 0 à 99 puis retour à 0), la date , référence éventuelle du BMS précédent ou d’une autre région, nature de l’avis, indication du phénomène générateur (position, déplacement, évolution) et les zones menacées avec les bulletins de vent correspondants . La diffusion se fait via différents moyens selon la zone : Zone côtière : Avec la VHF par les CROSS toutes les trois heures, BMS toutes les 3 minutes Monaco radio et Jersey radio Zone Large : Avec MF par les CROSS deux ou trois fois par jour et BMS toutes les 2 heures Monaco radio France Inter et France info une fois par jour à heures fixe BBC quatre fois par jour Navtex toutes les 4 heures avec impression. Zone grand- large : France info, Monaco radio et RFI une fois par jour INMARSAT C à 9H et 21H UTC FLEET NET SAFETY NET Chapitre 2 : L’atmosphère 1- Généralités Définition : Enveloppe gazeuse qui recouvre la terre jusqu’à environ 130km mais pas de rupture dans la raréfaction de l’air, très dense près du sol. Composition : Air sec : - 78% d’azote - 20% d’oxygène - 1% d’argon - 0,03% de CO2 (rôle dans l’effet de serre) - 0,000006 % d’ozone (entre 15 et 45 km, filtre UV, polluant au sol) Vapeur d’eau : évaporation ‘eau, sublimation de la glace, transpiration des végétaux et animaux. Régulateur thermique Particules : débris végétaux, rejets industriels, sels marins, noyaux de condensation de l’eau (nuages) 2- Coupe de l’atmosphère 3- Couches atmosphériques Masse atmosphérique : 99% entre 0 et 30 km ; 50% entre 0 et 5,5 km Troposphère : - épaisseur varie entre 6km aux pôles et 17 km à l’équateur. Le niveau de la tropopause monte en été et varie selon les saisons - sensible au rayonnement terrestre (sol plus chaud que air) - contient 75% de la masse de l’atmosphère et la totalité de la vapeur d’eau - lieu des phénomènes météorologiques Stratosphère : - peu de gaz sauf ozone - pas de vapeur d’eau - température augmente du à la une réaction photochimique pour la production d’ozone (réaction exothermique) - inversion de température : blocage des mouvements des nuages (cf. forme d’enclume des cumulo- nimbus) Mésosphère : - diminution des réactions photochimiques - gradient de température négatif et forte variation jour/nuit (variation nycthémérale) - parcouru par vent violents (déplacement rapide de particules) mais peu d’air donc peu de particules Thermosphère : - UV : ionisation des particules d’air O2= O+ + O+ + ions – donc réaction exothermique - Contient ionosphère - Forte ionisation des gaz par rayonnement solaire : lieu des aurores boréales ou australes - Profil de température ascendant jusqu’à 1000°C Exosphère (magnétosphère) - densité très uploads/Geographie/ cours-de-meteorologie.pdf