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RÉSUMÉ
Les mesures météorologiques ont pour but de chiffrer les différentes grandeurs qui caractérisent l’état physique et thermodynamique de l’atmosphère, comme le vent, la température, l’humidité, le rayonnement solaire. Les mesures météorologiques peuvent donc avoir des finalités variées, qui conditionnent l’exposition des capteurs, facteur majeur pour leur représentativité.
Cet article s’attache à détailler chacune de ses grandeurs (définitions, types de mesures effectuées, facteurs d’influence et règles d’exposition), principalement pour des mesures in-situ.
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Michel LEROY : Retraité - - Ancien Ingénieur général des Ponts, des Eaux et des Forêts à Météo-France - Ancien élève de l’École Polytechnique
INTRODUCTION
La météorologie s’intéresse principalement à l’état physique et thermodynamique de l’atmosphère.
Les modèles de prévision numérique, actuellement à l’origine des prévisions à courte et moyenne échéance (1 à 15 jours), modélisent l’atmosphère par un ensemble d’équations thermodynamiques et d’équations de la mécanique des fluides. Les valeurs mesurées des grandeurs de base nécessaires aux modèles numériques sont essentiellement le vent, la pression, la température et l’humidité, au sol mais surtout en altitude. Ces mesures sont effectuées le plus possible suivant des procédures recommandées par l’Organisation Mondiale de la Météorologie (OMM), pour maximiser leur représentativité.
De plus et pour répondre aux besoins de la prévision locale, de la climatologie et du suivi en temps réel du temps, pour les utilisateurs professionnels de plus en plus nombreux (agriculture, aviation, transport, travaux publics), des mesures additionnelles sont très souvent effectuées.
Les mesures météorologiques in situ peuvent être perturbées par leur environnement immédiat. L’exposition des capteurs est donc un facteur essentiel de leur représentativité.
Cet article tente de couvrir l’ensemble des mesures couramment effectuées en météorologie. L’analyse physico-chimique de l’atmosphère n’est pas, en France, de la responsabilité de la météorologie et n’est pas traitée ici.
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1980 par Paul VITON
- Version archivée 2 de juil. 1993 par Michel LEROY, Pierre GRÉGOIRE
- Version archivée 3 de sept. 2005 par Michel LEROY, Pierre GRÉGOIRE
DOI (Digital Object Identifier)
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Mesures physiques
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6. Vent en surface
Le vent est une grandeur vectorielle tridimensionnelle mais, pour les besoins météorologiques courants, on ne s’intéresse qu’à sa projection sur un plan horizontal. En un point donné, le vecteur vent est la somme d’un vecteur à peu près stable représentant l’écoulement moyen de l’air (vent moyen) et d’un vecteur soumis à des variations aléatoires rapides (rafales).
En météorologie, pour les besoins synoptiques, la vitesse et la direction du vent sont des moyennes établies sur une période de dix minutes. Ces moyennes sont généralement complétées par la mesure de la pointe maximale du vent. Pour des messages aéronautiques locaux, des moyennes sur deux minutes sont utilisées. La direction du vent est exprimée par rapport au Nord géographique.
La pointe maximale du vent, ou rafale maximale, est mesurée sur une période de temps déterminée, typiquement 10 minutes, 1 heure, plusieurs heures ou 24 heures, selon les usages. On y associe généralement l’instant (heure) de mesure de cette rafale.
L’OMM recommande que les mesures de vent soient échantillonnées toutes les 250 ms, un échantillonnage toutes les 500 ms restant acceptable.
Il est recommandé qu’une vitesse maximale soit calculée en faisant une moyenne glissante sur 3 secondes, à partir des échantillons de mesure. Des rafales qui persistent pendant trois secondes environ correspondent à un « parcours du vent » (la durée multipliée par la vitesse moyenne du vent) de l’ordre de 50 à 100 mètres dans des conditions de vent fort. Cela suffit pour que le vent s’engouffre dans les ouvrages de dimensions ordinaires, de type suburbain/urbain, et que ceux-ci soient exposés à la pleine charge d’une rafale potentiellement dommageable. Cette moyenne sur 3 secondes est aussi requise pour les usages aéronautiques.
Pour des vents forts, une rafale moyennée sur 3 secondes est environ 10 % plus faible qu’une rafale calculée à partir des échantillons de mesure non moyennés pris tous les 250 ou 500 ms. Lorsque des seuils réglementaires sont utilisés pour des assurances ou des mises en sécurité, il est donc important de bien définir le paramètre rafale.
Les capteurs de mesure les plus courants possèdent des parties mobiles : des coupelles ou une hélice pour l’anémomètre et une girouette pour la direction :
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une girouette permet...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Guide de la Commission des Instruments et Méthodes d’observation –. Doc. n° 8. Organisation météorologique mondiale (Genève).
-
(2) - * - Ce document, en téléchargement libre, est LE document à consulter pour en savoir plus sur les instruments météorologiques et les méthodes d’observation. Il est mis à jour régulièrement et contient une longue liste de références bibliographiques.
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Mesure de l’humidité de l’air – Paramètres hygrométriques - NF X15-110 - Juillet 1994
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Mesure de l’humidité relative de l’air – Hygromètre à variation d’impédance (capacitif et résistif) - NF X15-113 - Décembre 1997
-
Mesure de l’humidité de l’air – Générateurs d’air humide à solutions salines pour l’étalonnage des hygromètres - NF X15-119 - Juillet 1999
-
Spectre d’action érythémale de référence et dose érythémale normalisée - NF ISO 17166 - Juillet 2000
-
Énergie solaire – Étalonnage des pyranomètres par comparaison à un pyranomètre de référence - NF ISO 9847 - 2023
-
Énergie solaire – Étalonnage des pyranomètres par comparaison à un pyrhéliomètre - NF ISO 9846 - 1993
-
Énergie solaire – Pyranomètres...
ANNEXES
Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Publications Météo France, service documentation
La Météorologie – En particulier, numéros spéciaux 8e série, n° 39 et 40
https://meteoetclimat.fr/presentation-de-la-revue/
Spécial Observation (édité par la Société météorologique de France)
Journal of Applied Meteorology (États-Unis), mensuel (édité par l’American Meteorological Society)
https://www.ametsoc.org/ams/publications/journals/journal-of-applied-meteorology-and-climatology/
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Prométéo – Association pour la promotion des techniques et équipements français pour la météorologie)
Météo et Climat
Organisation météorologique mondiale (OMM)
American Meteorological Society
Météo France
HMEI HydroMeteorological and Environmental Industry – Association internationale de fabricants de matériels météorologiques
Constructeurs...
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