Collecte de données météorologiques
Les prévisions météorologiques sont meilleures qu’elles ne l’ont jamais été. Selon l’Organisation météorologique mondiale (OMM) , une prévision météorologique à 5 jours est aujourd’hui aussi fiable que l’était une prévision à 2 jours il y a 20 ans! En effet, les prévisionnistes utilisent désormais des technologies avancées pour collecter des données météorologiques, ainsi que les ordinateurs les plus puissants du monde. Ensemble, les données et les ordinateurs produisent des modèles complexes qui représentent plus précisément les conditions de l’atmosphère. Ces modèles peuvent être programmés pour prédire comment l’atmosphère et le temps vont changer. Malgré ces avancées, les prévisions météorologiques sont encore souvent incorrectes. La météo est extrêmement difficile à prévoir car il s’agit d’un système complexe et chaotique.
Pour faire des prévisions météorologiques, les conditions de l’atmosphère doivent être connues pour cet endroit et pour les environs. La température, la pression atmosphérique et d’autres caractéristiques de l’atmosphère doivent être mesurées et les données collectées.
Thermomètres
Les thermomètres mesurent la température. Dans un thermomètre à mercure à l’ancienne, le mercure est placé dans un long tube très étroit avec une ampoule. Parce que le mercure est sensible à la température, il se dilate lorsque les températures sont élevées et se contracte quand elles sont basses. Une échelle à l’extérieur du thermomètre correspond à la température de l’air. Certains thermomètres modernes utilisent une bande enroulée composée de deux types de métal, chacun conduisant la chaleur différemment. À mesure que la température monte et descend, la bobine se déplie ou s’enroule plus serrée. D’autres thermomètres modernes mesurent le rayonnement infrarouge ou la résistance électrique. Les thermomètres modernes produisent généralement des données numériques qui peuvent être directement introduites dans un ordinateur.
Baromètres
Les météorologues utilisent des baromètres pour mesurer la pression atmosphérique. Un baromètre peut contenir de l’eau, de l’air ou du mercure, mais comme les thermomètres, les baromètres sont désormais principalement numériques. Un changement de pression barométrique indique qu’un changement de temps arrive. Si la pression atmosphérique augmente, une cellule haute pression est en route et un ciel dégagé peut être prévu. Si la pression baisse, une cellule basse pression arrive et apportera probablement des nuages d’orage. Les données de pression barométrique sur une plus grande zone peuvent être utilisées pour identifier les systèmes de pression, les fronts et autres systèmes météorologiques.
Stations météo
Les stations météorologiques contiennent un type de thermomètre et de baromètre. D’autres instruments mesurent différentes caractéristiques de l’atmosphère telles que la vitesse du vent, la direction du vent, l’humidité et la quantité de précipitations. Ces instruments sont placés à divers endroits afin de pouvoir vérifier les caractéristiques atmosphériques de cet endroit. Selon l’OMM, des informations météorologiques sont collectées à partir de 15 satellites, 100 bouées fixes, 600 bouées dérivantes, 3 000 avions, 7 300 navires et quelque 10 000 stations terrestres. Le réseau de stations météorologiques officielles utilisées par le National Weather Service (NWS) est appelé Automated Surface Observing System (ASOS).
Radiosondes
Une radiosonde est un instrument porté vers le haut dans l’atmosphère par un ballon. Il mesure les caractéristiques atmosphériques, telles que la température, la pression et l’humidité lors de son déplacement dans l’air. Les radiosondes en vol peuvent être suivies pour obtenir la vitesse et la direction du vent. Les radiosondes utilisent une radio pour communiquer les données qu’elles collectent à un ordinateur. Les radiosondes sont lancées à partir d’environ 800 sites dans le monde deux fois par jour pour fournir un profil de l’atmosphère. Les radiosondes peuvent également être larguées d’un ballon ou d’un avion pour effectuer des mesures à mesure qu’elles tombent. Cela est fait pour surveiller les tempêtes, par exemple, car ce sont des endroits dangereux pour les avions en vol.
Radar
Radar signifie Radio Detection and Ranging. Un émetteur envoie des ondes radio qui rebondissent sur l’objet le plus proche, puis retournent vers un récepteur. Le radar météorologique peut détecter de nombreuses caractéristiques des précipitations: leur emplacement, leur mouvement, leur intensité et la probabilité de précipitations futures. Le radar Doppler peut également suivre la vitesse à laquelle les précipitations tombent. Le radar peut décrire la structure d’une tempête et peut être utilisé pour estimer ses effets possibles.
Satellites
Les satellites météorologiques sont des sources de données météorologiques de plus en plus importantes depuis le lancement du premier en 1952 et constituent le meilleur moyen de surveiller des systèmes à grande échelle, tels que les tempêtes. Les satellites sont capables d’enregistrer des changements à long terme, comme la quantité de couverture de glace sur l’océan Arctique en septembre de chaque année.
Ils observent également toute l’énergie de toutes les longueurs d’onde du spectre électromagnétique. Le vaisseau amiral du National Weather Service est le satellite géostationnaire opérationnel de l’environnement (GOES) . Ces satellites sont ceux que vous voyez aux nouvelles du soir où il semble que les nuages se déplacent, mais pas la planète. C’est parce que ces satellites sont «géo-fixes» sur un emplacement particulier sur la Terre tournant autour de la planète aussi vite que la rotation de la Terre à une distance de plus de 23 000 milles au-dessus de la planète. Il existe essentiellement trois types différents de GOES: visible, infrarouge et vapeur d’eau. Les images en lumière visible enregistrent les tempêtes, les nuages, les incendies et le smog. Les images infrarouges enregistrent les nuages, les températures de l’eau et des terres et les caractéristiques de l’océan, telles que les courants océaniques .Le dernier type d’imagerie GOES est la vapeur d’eau. Ce type d’images examine la teneur en humidité dans la moitié supérieure de l’atmosphère. Ceci est important pour déterminer si les nuages peuvent atteindre de grandes hauteurs comme les orages cumulonimbus.
L’autre type de satellite couramment utilisé dans les prévisions météorologiques est appelé Satellite environnemental en orbite polaire (POES). Ces satellites orbitent beaucoup plus bas vers la terre, à seulement environ 530 miles, et tournent autour de la planète de pôle à pôle. Vous avez probablement vu ces satellites la nuit lorsque vous en voyez un traverser le ciel. Recherchez leur direction et leurs chances de se déplacer vers le nord ou vers le sud.
Tout comme les satellites météorologiques de l’actualité, vous avez souvent vu ces images lorsque vous regardez des catastrophes naturelles comme des ouragans ou des éruptions volcaniques, des guerres comme celles qui se sont produites en Afghanistan, en Irak ou récemment en Syrie. Même le vol malaisien qui a «disparu» dans l’océan Indien pendant des semaines a finalement été découvert à l’aide de satellites en orbite polaire. Les types courants de ces satellites comprennent: Landsat, MODIS et la Mission de mesure des précipitations tropicales (TRMM).
Prévision météorologique numérique
Les prévisions météorologiques les plus précises sont faites par des ordinateurs avancés, avec l’analyse et l’interprétation ajoutées par des météorologues expérimentés. Ces ordinateurs ont des modèles mathématiques à jour qui peuvent utiliser beaucoup plus de données et faire beaucoup plus de calculs que ne le pourraient jamais les scientifiques travaillant avec des cartes et des calculatrices. Les météorologues peuvent utiliser ces résultats pour fournir des prévisions météorologiques et des prévisions climatiques beaucoup plus précises.
Dans la prévision numérique du temps, les données atmosphériques provenant de nombreuses sources sont connectées à des superordinateurs exécutant des modèles mathématiques complexes. Les modèles calculent ensuite ce qui se passera au fil du temps à différentes altitudes pour une grille d’emplacements régulièrement espacés. Les points de grille sont généralement entre 10 et 200 kilomètres. En utilisant les résultats calculés par le modèle, le programme prévoit des conditions météorologiques plus éloignées dans le futur. Il utilise ensuite ces résultats pour projeter la météo encore plus loin dans le futur, aussi loin que les météorologues veulent aller. Une fois la prévision faite, elle est diffusée par satellite sur plus de 1 000 sites dans le monde.
La prévision numérique du temps produit les prévisions météorologiques les plus précises, mais comme chacun sait, même les meilleures prévisions ne sont pas toujours exactes. Les prévisions météorologiques sont extrêmement utiles pour réduire les dommages matériels et même les décès. Si la trajectoire proposée d’un ouragan peut être prédite, les gens peuvent essayer de sécuriser leur propriété, puis évacuer.
Cartes météo
Les cartes météorologiques, également appelées cartes synoptiques, décrivent simplement et graphiquement les conditions météorologiques dans l’atmosphère d’un point de vue spatial. Les cartes météorologiques peuvent afficher une seule caractéristique de l’atmosphère ou plusieurs caractéristiques. Ils peuvent représenter des informations à partir de modèles informatiques ou d’observations humaines.
Sur une carte météorologique, les conditions météorologiques importantes sont tracées pour chaque station météorologique. Les météorologues utilisent de nombreux symboles différents pour afficher rapidement et facilement des informations sur la carte.
Une fois les conditions tracées, des points de valeur égale peuvent être connectés par des isolignes . Les cartes météorologiques peuvent avoir plusieurs types de lignes de connexion. Par exemple:
- Les isothermes sont des lignes reliant des points de température égale. Ils montrent spatialement des gradients de température et peuvent indiquer l’emplacement d’un front. En termes de précipitations, que montre l’isotherme 0 ºC (32 ºF)?
- Les isobares sont des lignes de pression atmosphérique moyenne égale au niveau de la mer. Les isobares fermées représentent les emplacements des cellules haute et basse pression.
- Les isotaches sont des lignes de vitesse du vent constante. Là où les valeurs minimales sont élevées dans l’atmosphère, des cyclones tropicaux peuvent se développer. Les vitesses de vent les plus élevées peuvent être utilisées pour localiser le courant-jet.
- Les isohyètes sont des lignes reliant des points de précipitations égales.
Les cartes d’analyse météorologique de surface sont des cartes météorologiques qui ne montrent que les conditions au sol .
