météorologie

Science qui étudie le milieu atmosphérique et les lois des phénomènes qui s’y déroulent. (V. atmosphère et circulation atmosphérique.)

Une science nouvelle

Dès l’Antiquité, on s’intéresse à l’atmosphère (Aristote). Mais ce n’est qu’au xx^e s. qu’apparaît l’observation à grande échelle, avec la multiplication des points de relevés à la surface du globe et le développement des moyens d’investigations en altitude (ballons montés, ballons-sondes, avions, radars, satellites météorologiques). La Seconde Guerre mondiale suscite la phase décisive de l’enquête. La guerre du Pacifique et l’obligation d’un fort trafic aérien sur l’Atlantique permettent une meilleure connaissance d’espaces jusqu’alors peu explorés ou ignorés, surtout en altitude : on découvre les courants-jets (v. jet-stream), à partir desquels naissent de nouvelles théories sur la circulation générale de l’atmosphère (théorie de Rossby). Les satellites météorologiques, plus récemment encore, pénètrent dans la haute atmosphère.

La météorologie est donc une science neuve à la fois par une connaissance toute nouvelle et non achevée du milieu atmosphérique et par une explication encore provisoire des mécanismes ou du moins de certains d’entre eux.

Sa nature

La météorologie, branche de la physique du globe, intègre l’observation et le relevé des éléments du temps : températures, vents et pressions, précipitations, humidité, nébulosité, insolation, etc. Les données obtenues permettent l’élaboration des séries et des moyennes climatologiques et aussi la cartographie des pressions, des lignes de flux, des masses d’air. Cette cartographie d’espaces plus ou moins vastes exprime les dispositions de surface et d’altitude à différents niveaux, au cours d’une certaine période ou à un moment donné. Dans ce dernier cas, on obtient une représentation instantanée de l’état de l’atmosphère sur un espace dit « synoptique », traduit par une carte synoptique. Aux cartes synoptiques et aux documents moyens s’ajoutent divers diagrammes (coupes aérologiques verticales par exemple). Après établissement, ces documents doivent être exploités en vue de la prévision du temps et de la pénétration des lois de l’atmosphère. La recherche de ces lois, dans une perspective prévisionnelle, est le fait de la météorologie dynamique. La météorologie dynamique se fonde sur l’hydrodynamique et sur la thermodynamique. L’hydrodynamique envisage les mouvements en fonction de facteurs mécaniques (effet hydrodynamique d’obstacle exercé par un relief sur un flux) ; la thermodynamique implique des facteurs thermiques (un contraste de température est ici à l’origine de mouvements atmosphériques qui ont, eux aussi, des incidences sur le temps). La météorologie dynamique cherche, en particulier, à pénétrer l’incidence des événements d’altitude sur ceux des basses couches, donc sur le temps subi au niveau du sol. On réserve cependant l’expression d’aérologie à l’étude de l’atmosphère libre qui s’étend au-dessus des 3 000 premiers mètres d’atmosphère perturbée.

Ses moyens

Ils convergent vers la nécessité de collecter des renseignements, de les traiter et de les diffuser. Divers organismes recouvrent ces activités (milieux agricoles, laboratoires universitaires, etc.). Il existe cependant des services spéciaux, services météorologiques nationaux, dont la charge est la mesure des éléments du temps, leur traitement et leur diffusion en fonction d’applications immédiates ou lointaines (Météorologie nationale française ; Weather Bureau des États-Unis). La plupart de ces services sont réunis dans l’Organisation météorologique mondiale (O. M. M.), qui a son siège à Genève, dans le cadre des Nations unies.

La collecte des renseignements nécessite tout d’abord un personnel qualifié. Par la coopération technique, l’Organisation météorologique mondiale aide les pays du tiers monde à la mise en place, dans leurs services, de météorologues éprouvés. Cette collecte implique ensuite de puissants moyens d’observation répartis à la surface du globe, avec installation d’un réseau international d’observations au sol, instruments de mesures et, pour l’altitude, utilisation de moyens vecteurs (avions, ballons, etc.). En station, certains appareils doivent être protégés contre les intempéries et les effets radiatifs ; d’où les abris météorologiques qui permettent l’appréciation, sans altération, des températures de l’air, de son humidité et de l’évaporation. Les relevés agricoles peuvent se faire au-dessus du sol ou dans son sein (températures). L’appréciation des précipitations, de la pression atmosphérique, de la vitesse et de la direction des vents, du rayonnement demande des installations diverses. Pour un certain nombre de mesures, on utilise soit des instruments à lecture instantanée, soit des appareils enregistreurs (thermomètre à mercure d’une part, thermographe de l’autre ; pluviomètre et pluviographe). La présence de l’homme est normalement nécessaire à côté des appareils de mesures. Des stations automatiques fonctionnent cependant, qui sont installées principalement hors des lieux habités. Pour l’altitude, les instruments sont emportés par des engins. Les mesures aérologiques le plus couramment réalisées le sont par radio-sondages, avec envoi de radiosondes entraînées par ballons. Lors d’une opération, au fur et à mesure de l’ascension du ballon, les enregistrements effectués par les instruments emportés sont captés au sol (températures, pressions, humidité). Aux divers niveaux, la vitesse et la direction du vent sont appréciées à partir de la trajectoire et de la vitesse de déplacement du ballon. Au lieu de ballons libres, on utilise des ballons captifs pour les sondages à basse altitude (entre le sol et 1 500 m). L’atmosphère est, normalement, scrutée par radio-sondages jusqu’à 30 km. Les satellites météorologiques donnent plus de puissance encore à l’investigation, qu’il s’agisse des engins sur orbites (les « Tiros », les « Cosmos », les « Nimbus », les « E. S. S. A. ») ou des engins géostationnaires (A. T. S., Application Technology Satellite). Les satellites permettent de prendre des photos de systèmes nuageux (par caméras de télévision, par infrarouges), de mesurer les radiations et l’ozone stratosphérique, d’opérer des profils de températures et d’humidité, d’obtenir des renseignements sur les aires et l’intensité des précipitations, sur les couvertures de neige et de glace, la turbulence de l’atmosphère, etc. On peut mettre à part la technique des ballons lancés et maintenus à divers niveaux de l’atmosphère où ils dérivent ; ces ballons sont interrogés par satellites. C’est à ce type d’expérience que se rattache le projet Eole, qui a connu des difficultés en 1971.