La météorologie - marines-editions.fr · La frontologie 153 Étude d’une carte d’analyse en surface 173 Exercices 176 Chapitre 7 : Météorologie tropicale, 178 La zone de convergence

© Infomer, 201313 Rue du Breil

CS 4630535063 Rennes Cedex, France

www.laboutiquemarine.fr

Toute reproduction ou traduction, même partielle, de cet ouvrage,est soumise à l’autorisation écrite de l’éditeur.

La météorologieÀ L'USAGE DES MARINS

PROFESSIONNELS ET PLAISANCIERS

BIBLIOTHÈQUE DE L’INSTITUT FRANÇAISD’AIDE A LA FORMATION PROFESSIONNELLE MARITIME

_______

Alain Muzellec

La météorologieÀ L'USAGE DES MARINS

PROFESSIONNELS ET PLAISANCIERS

MARINES ÉDITIONS

Chez le même éditeur

La bibliothèque de l’IFPM

> Dictionnaire maritime thématique anglais et français, par c. Mouilleron-becar et a. Bruno. Édition révisée 2011, 472 pages.

> La conduite du navire marchand : facteurs humains dans une activité à risques, par j.-P. Clostermann février 2010, 260 pages.

> Prévention et détection des risques, par j.-P. Ferrer. 2010, 420 pages.> Dictionnaire anglais-français du commerce maritime, par g. Figuière et

c. Reynier. 2009, 276 pages.> L’exploitation des navires citernes : pétroliers, chimiquiers et gaziers, par

s. Laignel novembre 2008, 450 pages.> Diesels marins : description et fonctionnement, par j. Briand. Publié avec

le concours du cnl. Préface de m. Pontoizeau. Édition révisée 2008, 344 pages.

> Cours de droit maritime, par p. Angelelli et y. Moretti . janvier 2008, 340 pages

> Sûreté maritime et portuaire vade-mecum isps, par pierre marionnet 2006 - 280 pages.

> La réglementation de sécurité : à bord des navires marchands, par r. Cuisigniez. 2004, 435 pages.

> Les cahiers maritimes : calculs de stabilité, par m. Fouliard et k. Krieger. 2003, 70 pages + cédérom.

> Thermodynamique : les principes et leurs applications, par d. Bichat-gobard. 2002, 415 pages.

> Océanographie générale, par p. Geistdœrfer. 2002, 270 Pages.> Incoterms 2000 et leur usage professionnel, par j. Guédon. 2001,

215 pages.> Traité de navigation, par m. Caillou, d. Laurent et f. Percier. Édition révisée

1998, 526 pages.

Autres ouvrages diffusés par infomer

> Politique et droit de la sécurité maritime, par p. Boisson. 1998, 669 pages.

> Dictionnaire multilangue des poissons et produits de la pêche, préparé par l’organisation de coopération et de développement économiques. 1995, 352 pages.

> Navigation aux astres et aux satellites, par la méthode du plan des som-mets, Yves Robin-Jouan, 2013, 236 pages + logiciel inclus sur CD.

Pour en savoir plus : www.ifpm.info - www.lemarin.fr - www.laboutiquemarine.fr

---- LA MÉTÉOROLOGIE ----À L 'USAGE DES MARINS PROFESSIONNELS ET PLA ISANCIERS

6 7

Chapitre 6 : La cyclogénèse et la frontogénèse des régions tempérées, 140

La cyclogénèse 142La frontologie 153Étude d’une carte d’analyse en surface 173Exercices 176

Chapitre 7 : Météorologie tropicale, 178

La zone de convergence intertropicale (ZCIT) 181Les alizés 185La mousson 187Quelques phénomènes météorologiques tropicaux 189Les cyclones tropicaux 194Quiz 212

Chapitre 8 : météorologie polaire, 214

Généralités 216Quelques phénomènes météorologiques polaires 219Les glaces 224Exercices 230

Chapitre 9 : Les phénomènes locaux, 232

Les effets dus au relief 234Les effets d’interaction avec la surface 247Les effets de nuages 262Exercices 268

Chapitre 10 : Interactions océan-atmosphere, 270

Généralités 273La circulation océanique 284El Niño 298L’état de la mer 306Exercices 331

Chapitre 11 : Réponses aux questions, 334

Remerciements, 358

Glossaire, 362

Lexique, 370 Bibliographie, 378

Avant-propos, 8

Chapitre 1 : Introduction à la météorologie, 10

Défi nition et historique 13L’organisation météorologique mondiale 14Météo-France 15L’observation 21La prévision 27

Chapitre 2 : Généralités sur l’atmosphère, 34

Défi nition et composition 36Les échanges radiatifs 38La chaleur latente 46Le cycle de l’eau 48La répartition verticale de l’atmosphère 49La notion d’échelle météorologique 51Quiz 55

Chapitre 3 : Les paramètres météorologiques, 56

La température 58La pression atmosphérique 62Le vent 67Les relations entre paramètres 72Exercices 90

Chapitre 4 : Les nuages, 92

Formation des nuages et brouillards 94Processus de formation des précipitations 104Stabilité et instabilité à l’échelle de la particule 104La classifi cation nuageuse 110Quiz 115

Chapitre 5 : La circulation générale - Les masses d’air, 116

La circulation générale 118Les masses d’air 129Exercices 138

Sommaire


8 9

---- Avant-propos ----

Partant du principe qu’il est préférable de comprendre plutôt que de subir, le livre ne se limite pas à décrire les seuls phénomènes d’ordre météorologique ou océanographique que le navigateur peut rencontrer. Il tente également de les expliquer. Un phénomène local particulier ne peut être compris que si on connaît l’environnement dans lequel il s’insère. De ce fait, ce livre se rapproche davantage d’un ouvrage de météorologie générale appliquée aux phénomènes maritimes qu’à un livre exclusif de météorologie maritime. Un ouvrage a cet autre avantage de donner à son auteur la liberté de s’exprimer sans contrainte de temps, à l’inverse d’un cours qui doit être dispensé dans un temps toujours trop court. Cette liberté est pleinement utilisée ici. Il s’écarte un peu de ce que réclament au quotidien la plupart des étudiants qui souhaitent privilégier la pratique et l’interprétation des cartes au détriment de la théorie. Néanmoins, l’ouvrage n’oublie pas sa vocation première et des questions ou des exercices sont proposés à la fi n des chapitres, pour valider ce qui aura été retenu, pour approfondir un point précis, ou pour mettre en pratique une partie des connais-sances acquises.

Ce livre constitue donc un condensé du parcours professionnel de l’auteur qui, après des années passées à interpréter les sorties de modèles pour les utiliser en prévision opérationnelle, aussi bien marine que terrestre, tempérée que tro-picale, s’est tourné un temps vers l’enseignement en milieu maritime. Il reste à espérer que ce recueil saura avant tout intéresser ses lecteurs, et qu’il puisse ensuite servir de fi l conducteur aux enseignements de météorologie dispensés dans les nombreuses écoles maritimes. Enfi n, parce que les conditions météo-rologiques et océanographiques déterminent à la fois les temps de trajet, les conditions de confort et la sécurité, son objectif irait au-delà de ses attentes s’il arrivait à contribuer à faire prendre les bonnes décisions.

Avant-propos

En matière de transport, comme dans de nombreux autres domaines, la for-mation initiale et les qualifi cations délivrées sont déterminantes pour garantir un niveau de sécurité suffi sant. Dans le domaine maritime, face à l’internatio-nalisation des équipages et à l’accroissement du trafi c, un référentiel unique de compétences requises pour la tenue de fonctions de veille est apparu néces-saire. Cette norme a vu le jour en 1978 sous l’impulsion de l’Organisation mari-time internationale et est connue sous l’acronyme anglais STCW (Standards of Training, Certifi cation and Watchkeeping). Les pays qui ont fait le choix de souscrire à cette convention fi gurent sur une liste blanche remise à jour réguliè-rement. La France en fait partie. Cela signifi e que l’enseignement maritime dans notre pays obéit à un programme et à des règles strictes. La météorologie, en tant que maillon important de la chaîne de sécurité en mer, est un des modules de ce programme.

Cet ouvrage couvre l’ensemble du programme de météorologie exigé par la convention. Il s’adresse à tous les élèves qui suivent un cursus de formation délivrant un diplôme de chef de quart passerelle, qu’ils soient inscrits à l’École nationale supérieure maritime ou qu’ils fassent partie d’une des nombreuses fi lières de l’École navale. Il touche donc un public aussi varié qu’un élève ayant gravi les échelons de la promotion interne et dont le bagage scientifi que est peu garni ou déjà lointain, ou qu’un jeune étudiant fraîchement sorti des classes pré-paratoires aux grandes écoles. Pour être accessible aux uns, ce livre est essen-tiellement descriptif et laisse de côté l’outil mathématique qui permet pourtant, souvent mieux qu’un long paragraphe, de faire comprendre les phénomènes physiques. Pour intéresser les autres, il va par moments au-delà de ce qu’exige la norme STCW. En particulier des rubriques « pour en savoir davantage » ja-lonnent l’ouvrage afi n de donner des explications plus fi nes sur quelques points. Elles sont présentes pour donner envie au lecteur d’aller plus loin et de consul-ter des ouvrages plus spécialisés ou plus scientifi ques. Elles ont également été intégrées pour donner une image plus juste d’une discipline qui a su progresser au gré des évolutions technologiques et grâce aux recherches incessantes qui permettent de mieux connaître des mécanismes aussi complexes qu’une rafale sous un nuage ou qu’une dépression en cours de creusement.

CHAPITRE 1

Introduction

à la météorologie

Défi nition et historique 13

L'organisation météorologique mondiale 14

Météo-France 15

L'observation 21

La prévision 27


12 13

---- Chapitre 1 ----

Les activités maritimes sont par nature fortement météo-sensibles, aussi le monde de la mer et la météorologie ont de tout temps été intimement liés. C’est d’ailleurs pour des besoins maritimes, ou plus précisément grâce aux leçons tirées d’une catastrophe maritime, que la météorologie a pris son essor pour prendre une tournure opérationnelle. Il se trouve en effet qu’une grande partie de la fl otte franco-anglo-turque déployée en mer Noire pendant la guerre de Crimée (1853-1856) fut dévastée par une forte tempête. Or ces vents violents avaient été observés auparavant sur des régions plus occiden-tales. Les autorités françaises de l’époque ont alors compris qu’un réseau in-ternational d’observations météorologiques aurait permis de prendre connais-sance de l’existence de la dépression et qu’une anticipation déduite de la trajectoire aurait permis de prendre les mesures nécessaires à la sauvegarde de la fl otte. C’est ainsi que Le Verrier, directeur de l’observatoire de Paris, réussit à convaincre Napoléon III de mettre en place un réseau européen d’observations météorologiques, rendu possible grâce à l’invention récente du télégraphe.Les bases de la météorologie moderne étaient jetées, fondées sur :• la mise en place d’un réseau international de mesures• l’échange des données• un moyen de transmission rapide et performant• une coordination animée par un organisme supranational : l’Organisation

météorologique internationale vit ainsi le jour en 1873• des services météorologiques d’état en charge des actions de prévention

contre le risque météorologique et dans certains cas contre celui relatif à l’océan superfi ciel. Ces organismes nationaux ont, au fi l du temps, vu leurs missions s’élargir à la faveur des progrès accomplis et au gré de la demande sociétale. Ainsi, la mémoire du climat est devenue depuis quelques années une activité majeure.

Connaitre l’état présent de l’atmosphère, c’est-à-dire disposer d’un réseau de mesures le plus complet possible, constitue l’activité mère des services météo-rologiques. Sans cette activité fondamentale que l’on appelle observation, rien ne serait possible. En particulier, la prévision du temps, fi nalité en soi, serait irréalisable.

Ce chapitre introductif s’attache à présenter brièvement l’Organisation météo-rologique mondiale et Météo-France, service météorologique national. Pour mieux comprendre ces deux missions essentielles que sont l’observation et la prévision, les différents moyens d’investigation de l’atmosphère sont passés en revue. Toutes ces mesures sont en effet utilisées par les prévisionnistes pour qu’ils se forgent l’idée la plus précise possible du temps qu’il fait, mais servent également à alimenter en continu les outils modernes de prévision de temps que constituent les modèles numériques. Une brève description de ces derniers complète ce chapitre.

1. Défi nition et historique

Le mot météorologie est apparu 350 ans avant JC. On le doit à Aristote et à cette époque il était employé pour décrire les sciences de la Terre en général. De nos jours son domaine d’application est plus restrictif et la météorologie est par défi nition la branche de la physique qui étudie l’atmosphère, enveloppe gazeuse entourant la Terre et qui sera présentée au chapitre suivant.

1.1 La météorologie en quelques dates

• Renaissance : C’est l’époque où les premiers instruments de mesure, thermo-mètres, baromètres et anémomètres, apparaissent. Ils ont mis en évidence la variation des paramètres météorologiques et ont pour la première fois permis de quantifi er les notions essentielles de froid, de chaud, de pression atmos-phérique et de force du vent, jusqu’alors subjectives.

• Début des temps modernes : c’est la découverte des lois physiques permet-tant de comprendre les mouvements de l’atmosphère grâce à des savants comme Pascal, Newton, Hadley, Coriolis, Laplace,…dont les noms reviendront régulièrement dans cet ouvrage.

• 1853 : première conférence internationale de météorologie maritime à Bruxelles, sous l’impulsion de Matthew Fontaine Maury, offi cier de la marine américaine. Son parcours l’amena à se tourner vers l’océanographie et à partir des relevés récoltés auprès des navires de l’époque, il réalisa les premières statistiques. Les résultats furent reportés sur des cartes marines afin de mettre en évidence les conditions météorologiques moyennes. Ces premières cartes de climatologie maritime, que l’on retrouve encore de nos jours sous une forme plus aboutie, et que l’on appelle Pilots-charts, eurent le mérite de mettre en évidence des routes favorables dépendantes des conditions météo-rologiques : la première forme de routage océanique était née. L’importance des échanges de données et d’une coordination internationale était alors devenue pour lui une évidence.

• 1854 : le passage d’une violente tempête sur la fl otte alliée durant la guerre de Crimée déclenche une prise de conscience de l’importance d’un réseau inter-national de mesures météorologiques.

• 1873 : premier congrès météorologique international à Vienne organisé dans le but de favoriser la coordination de l’observation et la normalisation des ins-truments. De ce congrès naquit l’Organisation météorologique internationale.

• 1904-1921 : apparition de la théorie norvégienne selon laquelle les masses d’air se rencontrent le long de zones de discontinuité (les fronts). C’est une époque


14 15


où, derrière leur chef de file Wilhelm Bjerknes, les Norvégiens apportèrent d’éminents progrès à la connaissance du comportement de l’atmosphère.

• 23 mars 1950 : fondation de l’Organisation météorologique mondiale (OMM) en remplacement de l’Organisation météorologique internationale, et qui de-vient l’année suivante une institution spécialisée de l’ONU. Ainsi le 23 mars de chaque année est intitulé « journée météorologique mondiale ».

• 1960 : lancement du premier satellite météorologique (Tiros 1). Cette date marque le démarrage de l’ère moderne de la connaissance de l’état de l’at-mosphère et de l’océan.

• 1966 : utilisation du premier modèle opérationnel aux USA. La prévision du temps devient le résultat de la simulation numérique de l’évolution de l’atmos-phère. Deux ans plus tard, c’est au tour de la France, par l’intermédiaire de son service météorologique appelé alors Météorologie nationale de se doter de cet outil révolutionnaire.

2. L’OMM

L’Organisation météorologique mondiale est l’institution spécialisée des Nations unies qui fait autorité pour tout ce qui concerne l’état et le comportement de l’atmosphère terrestre, son interaction avec les océans, le climat qui en est issu et la répartition des ressources en eau qui en résulte (extrait du site de l’OMM, www.wmo.int).Au premier janvier 2013, l’OMM comptait 191 États et territoires Membres.Comme le temps, le climat et le cycle de l’eau ignorent les frontières nationales, une coopération internationale effi cace à l’échelle du globe est indispensable pour assurer le développement de la météorologie et de l’hydrologie opération-nelle et tirer avantage de leurs applications. L’OMM fournit le cadre d’une telle coopération internationale.

2.1 Actions de l’OMM

Son domaine d’action est très vaste. On peut citer pour l’essentiel :

• Favoriser la coopération pour la mise en place de réseaux d’observations mé-téorologiques, climatologiques, hydrologiques et géophysiques, clé de voûte de la connaissance du temps qu’il fait. Ce volet constitue la poursuite du travail initié par Le Verrier.

• Normaliser les données d’échange afi n que toutes les mesures soient réa-lisées dans les mêmes conditions d’un endroit du monde à un autre. C’était

l’enjeu fi xé par le premier congrès de Vienne. Par exemple, pour s’affranchir des effets du sol, le vent doit être mesuré à 10 mètres de hauteur. De même, tous les abris météorologiques qui contiennent les capteurs de température et d’humidité doivent présenter les mêmes caractéristiques : ils sont ventilés, peints en blanc et orientés de façon que leur ouverture soit disposée au nord pour que le soleil n’infl uence pas les mesures au moment de la lecture.

• Encourager les actions de recherche en organisant par exemple des actions internationales thématiques – comme les Années polaires internationales pour mieux connaitre les régions qui jouent un rôle majeur dans le contrôle du climat planétaire – ou en animant des structures telles que le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat).

• Soutenir des activités de formation et de recherche. L’OMM a en effet une action importante d’aide en faveur des pays en voie de développement dans le domaine de la météorologie.

• Fournir des informations indispensables pour la diffusion d’alertes précoces, ce qui constitue la fi nalité première.

3. Météo-France

Météo-France est un établissement public placé sous la tutelle du ministère chargé des transports. Il est le représentant officiel de la France auprès de l’OMM. Son domaine d’intervention s’étend de la prévision du temps à la connaissance du climat, passé et futur.

La mission principale de Météo-France est d’avertir les autorités et les popu-lations de l’arrivée de phénomènes météorologiques dangereux : vent violent, vagues-submersion, pluie-inondations, cyclone, neige-verglas, orage, canicule, grand froid, avalanche…Pour cela, Météo-France est organisé pour réaliser une veille permanente du temps, alerter les autorités et la population des risques météorologiques, conce-voir et diffuser des produits adaptés à chaque catégorie d’usagers.

L’étude du climat et de son évolution est aussi une mission importante de l’éta-blissement. Pour ce faire, Météo-France améliore en continu son réseau de mesures. Les données sont contrôlées et conservées dans une base qui permet aux climatologistes de disposer de longues séries de mesures. Météo-France participe en outre aux travaux du GIEC et a développé un modèle spécifi que permettant de simuler l’évolution du climat sur des durées allant de quelques décennies à quelques siècles à partir de scénarios bâtis sur l’augmentation de la teneur en gaz à effet de serre.


16 17


Enfi n, pour répondre à une demande de plus en plus exigeante, l’établissement est certifi é qualité selon la norme ISO-9001.

3.1 Les sites de Météo-France

Météo-France est implanté en métropole, dans tous les territoires français de l’outre-mer et dans les terres australes et antarctiques françaises (Kerguelen, Crozet et terre Adélie).Le site toulousain regroupe l’École nationale de la météorologie, les grands services centraux, et le centre de recherches. Il accueille par ailleurs quelques grands services externes ayant des activités connexes. On y trouve en particu-lier le Schapi (Service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations), organisme de la direction de l’eau qui contribue à la confection de la carte de vigilance météorologique pour ce qui concerne le paramètre pluie/inondation), le Cerfacs (Centre européen de recherche et de formation avancée en calcul scientifi que) et le CISMF (Centre interarmées de soutien météo-océa-nographique aux forces, chargé de réaliser des produits de prévisions sur tout théâtre d’opération).

Météo-France dispose par ailleurs de grands centres spécialisés :• un Centre d’études de la neige à Grenoble,• un Centre de météorologie marine à Brest qui étudie les interactions air-mer

au moyen de bouées• un Centre de météorologie spatiale à Lannion qui acquiert, traite et archive les

mesures en provenance des satellites d’observation.

Enfin, quelques filiales complètent l’établissement, dont Météo France International (MFI) chargée de livrer des services météorologiques clés en main à l’international, et Météorage, gestionnaire du réseau de capteurs foudre.

3.2 Météo-France dans le monde maritime :

Pour couvrir les besoins du monde maritime, Météo-France s’est vu confi er par l’Etat la responsabilité de l’élaboration des bulletins météorologiques. Une large gamme de produits sur des domaines variés est ainsi proposée et diffusée sous la responsabilité de la Direction des affaires maritimes. Cette responsabilité nationale s’opère sur :

• Le domaine du côtier défi ni par la bande littorale s’étendant depuis le rivage jusqu’à 20 milles des côtes. Ce littoral est découpé en neuf zones climati-quement homogènes (figure 1.1). Pour chaque découpage géographique, 3 bulletins quotidiens sont émis par VHF. Par ailleurs en cas de vent observé ou prévu supérieur à 28 nœuds (7 Beaufort), des bulletins météorologiques spéciaux (BMS) sont rédigés et diffusés en continu.

Figure 1.1 : décou-page du domaine côtier. © Météo-France/guide marine 2012

• Le domaine du large (fi gure 1.2)

Figure 1.2 : domaine du large. L’ensemble du domaine est découpé en zones identi-fi ées par un nom. © Météo-France/guide marine 2012.


18 19


• Le domaine du grand large (fi gure 1.3)

Figure 1.3 : domaine du grand large. © Météo-France/Guide marine 2012

Sur ces deux domaines plus étendus, deux bulletins quotidiens sont rédigés, ainsi que des BMS dès lors que des vents d’au moins force 8 Beaufort (35 à 40 nœuds) sont observés ou prévus sur une des zones qui constituent le domaine.

Météo-France a également une responsabilité internationale et est partie prenante dans le SMDSM (système mondial de détresse et de sécurité en mer), cadre à partir duquel l’océan mondial a été découpé en 21 zones appe-lées métaréa. Sur chaque zone, grâce au réseau des satellites Inmarsat (INternational MARitime SATellite), est diffusée de l’information de sécurité dont les bulletins météorologiques font partie. Cette information circule par le système standard C qui permet d’échanger des messages sous forme de texte par l’intermédiaire d’équipements à faible encombrement. Les bulletins météorologiques sont biquotidiens et sont rédigés en anglais. Météo-France est responsable des zones métaréa II et métaréa VIII(S) pour la fourniture des bulletins (fi gures 1.4 et 1.5).

Figure 1.4 : découpage de l’océan mondial en zones métaréa. © OMM.

Figure 1.5 : découpage de la zone Métaréa II. © Météo-France/Guide ma-rine 2012


20 21


Enfi n, le SMDSM a choisi le Navtex (NAVigational TEleX) comme moyen de dif-fusion d’information sur des zones « large » s’étendant en moyenne jusqu’à 300 milles. L’intérêt de ces récepteurs qui restent toujours en veille est d’imprimer les messages dès leur réception.

Tous ces bulletins côte, large ou grand large, ainsi que les éventuels BMS asso-ciés, sont par ailleurs accessibles sur le site Internet de Météo-France marine.meteofrance.com.

Les bulletins et leur diffusion évoluent au gré de la demande sociétale et des progrès des nouvelles technologies. Pour informer les usagers marins, Météo-France édite chaque année un catalogue appelé « guide marine » que tout navi-gateur peut récupérer dans n’importe quel centre départemental ou télécharger sur le site Internet de Météo-France en rubrique marine.

En matière de pollution marine et de recherche en mer, Météo-France a égale-ment un rôle important d’assistance H24 aux préfectures maritimes. Pour cela, un modèle spécifi que de transport d’hydrocarbures et d’objets appelé Mothy (MOdèle de Transport d’HYdrocarbures) a été développé et peut être activé à tout moment. Le modèle calcule la trajectoire future de la pollution en tenant compte des courants et des vents prévus (fi gure 1.6). Une version a été déve-loppée pour simuler la dérive d’un objet : embarcation, conteneur, homme à la mer…

Figure 1.6 : résultat d’une simula-tion réalisée par Mothy : à partir d’un point d’émission de polluant, le modèle affi che une cartographie des zones concernées. © Météo-France.

Enfi n, en parallèle à ses missions régaliennes, l’établissement propose des ser-vices particularisés à caractère commercial :• Des formations en météorologie maritime à l’usage des plaisanciers.• Du soutien météorologique aux organisations de courses à la voile, pour le

conseil et l’élaboration de bulletins particularisés.• De routages maritimes. Cela peut concerner des navires ayant des contraintes

particulières (navires à grande vitesse, convoi en remorque,…). Mais ce sont surtout les routages pour les grands coureurs à la voile qui sont les plus mé-diatisés et quelques experts de Météo-France se sont fait une spécialité de ce domaine.

• Une fourniture de données de modèles numériques permettant au navigateur de récupérer où qu’il soit une information complémentaire aux bulletins régu-liers. La réception de ces données nécessite un moyen de réception adapté ainsi qu’un un logiciel de visualisation compatible avec le format spécifi que de ces données, appelé grib.

4. L’observation

4.1 Le rôle clé de l’observation

L’observation météorologique est la première étape incontournable de toute étude de l’atmosphère. Cette action d’envergure internationale est coordonnée par l’OMM et est appelée Veille météorologique mondiale. Toutes les mesures de l’atmosphère réalisées dans n’importe quel endroit de la planète transitent en temps réel par des réseaux de télécommunication performants qui les rendent disponibles dans des temps compatibles avec les besoins opérationnels.Ces observations sont indispensables pour le suivi et la surveillance du temps par les météorologistes. Elles constituent également la charpente des conditions initiales à partir desquelles les modèles élaborent les prévisions numériques. Enfin, les mesures réalisées au même endroit sur une profondeur de temps importante permettent d’obtenir des longues séries de données qui sont essen-tielles pour la caractérisation de l’évolution du climat.

4.2 Le réseau de mesure

Parmi la gamme très étendue des paramètres permettant de déterminer l’état de l’atmosphère, certains présentent une importance capitale et sont mesurés en priorité. Il s’agit du vent, de la pression, de la température et de l’humidité. Ils donnent aux météorologistes une bonne connaissance du temps qu’il fait et sont indispensables à la modélisation numérique. On les qualifi e de paramètres d’état, car ils déterminent à eux seuls l’état de l’atmosphère, les autres para-mètres pouvant en être déduits.D’autres paramètres atmosphériques sont malgré tout mesurés. Ils varient au gré des sites et dépendent de l’utilisation que l’on souhaite en faire. Pour des besoins aéronautiques, on réalise ainsi des mesures de visibilité, de hauteur de la base des nuages, on décrit les nuages... Pour des besoins de climatologie, des mesures de rayonnement, de pluviométrie, sont en particulier effectuées. En ce qui concerne le domaine maritime, l’état de la mer, la température de l’eau pour ne citer qu’eux, sont d’autres paramètres importants qui font l’objet de mesures spécifi ques.À l’échelle planétaire, le réseau de mesures peut se résumer par ces quelques chiffres (fi gure 1.7) :• 10 000 stations météorologiques d’observation en surface, automatiques ou non.• 1 000 stations aérologiques faisant des mesures en altitude.


22 23


• plus de 7 000 navires, environ 400 bouées ancrées et 1 500 bouées dérivantes.• des centaines de radars météorologiques.• plus de 3 000 aéronefs commerciaux.• des satellites opérationnels défi lants et géostationnaires.

Figure 1.7 : représentation des différents moyens d’observation de l’atmosphère dans le cadre de la veille météorologique mondiale. © OMM.

4.3 L’observation de l’atmosphère en vue de dessous

Il s’agit des mesures au sol qui constituent le réseau historique des relevés mé-téorologiques. Ces mesures tendent à s’automatiser, ce qui permet d’augmenter les points de mesure pour obtenir un maillage fi n. Toutes les observations au sol dans le monde sont réalisées à heure fi xe en heure UTC (Universal time coordi-nated) qui correspond à l’heure du méridien de Greenwich. En France, les bases aéronavales et les sémaphores y contribuent. Par ailleurs, Météo-France a déve-loppé un réseau appelé Radome, qui permet d’obtenir un maillage d’observations en moyenne tous les 30 kilomètres. Ces relevés sont assurés avec une fréquence minimale d’un par heure, mais en cas de besoin – fortes pluies ou vent fort par exemple –, il est possible d’activer un mode de requête accélérée à raison d’une mesure disponible auprès des prévisionnistes toutes les 6 minutes.Il est aisé de comprendre que le réseau de mesures au sol est beaucoup plus fourni sur terre que sur mer (fi gure 1.8). Sur la mer, certains navires de la Marine marchande équipés fournissent des informations complémentaires. Ces mesures sont réparties sur les grandes routes maritimes, ce qui explique que certaines

parties de l’océan mondial sont des quasi déserts d’observations météorolo-giques que des rares bouées instrumentées, telles des oasis, viennent parsemer.Toutes ces mesures répondent bien évidemment aux normes fi xées par l’OMM.

Figure 1.8 : extrait du réseau d’observations au sol de Météo-France. Chaque site est représenté par un symbolisme codifi é permettant de synthétiser l’ensemble des para-mètres mesurés ou observés. © Météo-France.

4.4 L’observation interne de l’atmosphère

D’autres équipements permettent d’obtenir une vision à l’intérieur de l’atmos-phère. On retiendra surtout :

• Les radiosondages qui consistent à mesurer température, pression et humi-dité à l’aide de capteurs accrochés à un ballon gonfl é à l’hydrogène, ou plus préférentiellement à l’hélium. Le suivi du ballon par GPS (Global Positioning System) permet en outre de déduire le vent horizontal. Ces sondages donnent ainsi accès à un profi l vertical de l’atmosphère depuis le sol jusqu’à 30 kilo-mètres d’altitude où le ballon éclate généralement. Les résultats obtenus sont précieux, car ils donnent une représentation en trois dimensions de l’atmos-phère, et sont synthétisés à l’aide de diagrammes qui seront de nombreuses fois utilisés dans cet ouvrage. En France (métropole et outre-mer), treize sta-tions réalisent des radiosondages une ou deux fois par jour. Certains navires commerciaux sont également spécialement équipés pour ce type de mesure.


24 25


• Les capteurs foudre qui localisent l’activité électrique de l’atmosphère.

• Les radars météorologiques qui détectent les zones de précipitations en don-nant une bonne estimation des quantités. De plus en plus, ces types de radars recourent à l’effet Doppler et sont capables d’estimer les vents à l’intérieur des nuages précipitants. Ils ont une portée maximale de l’ordre de 300 km et une portée utile voisine de 100 km pour la quantifi cation des précipitations (fi gure 1.9). En 2012, la couverture du territoire français est complète grâce à un réseau de 26 radars en métropole et 7 en outre-mer.

Figure 1.9 : image issue du radar de Plabennec près de Brest réalisée le 1er dé-cembre 2011 à 12 UTC. Les différentes teintes de couleur sont reliées à l’intensité des pluies. L’intensité est croissante du bleu foncé vers le jaune. © Météo-France.

• Les mesures de vent, de pression et de température réalisées par les avions commerciaux.

• certains satellites disposant d’un type de radiomètre appelé sondeur. Ils sont alors capables de restituer des profi ls verticaux de l’atmosphère à la verticale de leur position. Il s’agit surtout de satellites défi lants, à orbite polaire basse (850 km). Parmi eux, citons Metop, premier satellite défi lant européen lancé en 2006, disposant de sondeurs très performants.

4.5 L’observation de l’atmosphère en vue de dessus

L’observation de l’atmosphère par le haut relève bien sûr de la météorologie spatiale. Il existe deux grandes familles de satellites météorologiques.

4.5.1 Les satellites défi lants

Les satellites défi lants viennent d’être évoqués. Ils tournent autour de la terre sur une orbite basse qui passe au-dessus des pôles. Ils ont l’avantage de balayer l’ensemble de la terre, mais en contrepartie, une région donnée n’est survolée que temporairement, deux ou plusieurs fois par jour suivant la latitude. Par les nombreuses mesures qu’ils réalisent, ces satellites ont un très grand intérêt en prévision du temps puisqu’ils alimentent les modèles numériques en données, en particulier là où les mesures conventionnelles sont rares. La perfor-mance des instruments embarqués est en constante amélioration. La précision des mesures s’affi ne, le nombre des données ne cesse de croître, et les applica-tions se multiplient.Dans le domaine de la météorologie maritime ou de l’océanographie, les appli-cations possibles sont :

• La détermination du vent à la surface de la mer, à la fois en force et en direc-tion grâce aux radars diffusiomètres.

• La mesure de la hauteur du niveau des océans par radar altimètre avec une précision de l’ordre du centimètre.

• La connaissance de la glace de mer.• L’estimation des précipitations.• La détermination de la couleur de l’océan qui est représentative de la produc-

tion biologique.

4.5.2 Les satellites géostationnaires

La mission de surveillance de l’atmosphère impose d’avoir une vue permanente des grandes masses nuageuses. Pour cela, d’autres satellites sont placés à une altitude qui leur permet d’être stationnaires par rapport à un point fi xe de la sur-face de la terre. Cette altitude est voisine de 36 000 km. Ces satellites sont si-

Documents

La météorologie - marines-editions.fr · La frontologie 153 Étude d’une carte d’analyse en surface 173 Exercices 176 Chapitre 7 : Météorologie tropicale, 178 La zone de convergence