Paramètres mesurés
Précipitations
Définition
On regroupe sous le terme de « précipitations » toutes les formes de chute d’eau dans l’atmosphère, qu’elles soient liquides ou solides : la pluie, qui est la plus courante en Nouvelle-Calédonie, mais aussi la bruine, la grêle, et sous d’autres latitudes, la neige et le grésil.
Les précipitations n’atteignent pas toujours le sol mais dans ce cas, on ne peut qu’observer sans quantifier, et éventuellement signaler une précipitation en altitude.
Une fois la nature de la précipitation définie, on peut qualifier son occurrence : elle peut être continue ou intermittente, ou encore se produire sous forme d’averse (pluie ou grêle par exemple).
On mesure la hauteur des précipitations et leur intensité.
Unité
La hauteur de précipitations est exprimée en millimètres (mm) et l’intensité en millimètres par heure (mm/h).
Un millimètre de pluie correspond à une hauteur de 1 mm sur une surface d’1 m2, soit 1 litre par m2. Les instruments, qui ne font bien sûr pas 1 m de diamètre, sont étalonnés pour arriver à cette équivalence.
Instruments
La hauteur des précipitations liquides est mesurée grâce à un pluviomètre.
Certaines stations bénévoles disposent d'un pluviographe, seul ou en complément du pluviomètre. Cet appareil fonctionne sur le principe des augets basculant, comme le pluviomètre des stations automatiques, mais au lieu d'être enregistré par un système électronique, la mesure est inscrite sur papier : les augets sont reliés à un bras encreur qui bouge d'un cran à chaque basculement et trace une courbe sur un diagramme. Ce dernier est fixé sur un support qui effectue un tour complet en 7 jours.
Le pluviographe permet d'effectuer des enregistrements en continu, au contraire du pluviomètre à lecture directe qui non seulement exige la présence du bénévole mais en plus doit, normalement, être relevé à heure fixe, ce qui ajoute une contrainte.
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Pluviographe de la station du Faubourg à Nouméa | ||
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Extrait d'un diagramme de pluviographe |
Pour consulter la carte des stations automatiques mesurant les précipitations en Nouvelle-Calédonie, cliquez ici et pour les stations bénévoles, là.
Pour consulter la carte des stations mesurant les précipitations à Wallis-et-Futuna, cliquer ici.
Température
Définition
La définition physique de la température est assez complexe : elle est liée au mouvement des particules et plus précisément à leur énergie d’agitation. Dans la vie quotidienne et en météorologie, il s’agit plus simplement d’un paramètre lié à la sensation de chaud ou de froid.
On différentie donc la température mesurée de la température ressentie : la première est mesurée selon une échelle (voir unités ci-dessous) et la seconde est un indice basé sur la température, le vent et l’humidité - globalement, les températures basses sont aggravées par le vent et les températures élevées par l’humidité.
En Nouvelle-Calédonie, on mesure la température de l’air. La température ressentie n’est pas calculée.
Unité
Le degré Celsius (° C) et dixièmes.
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Comment passer aux autres unités ? | |||||||
TC = TK – 273,5 et TK = TC + 273,15 |
Instruments
Les stations automatiques sont équipées de thermosondes qui utilisent les propriétés de certains métaux dont la résistance électrique varie avec la température. La thermosonde est reliée à la station qui enregistre les données toutes les minutes.
Les stations bénévoles qui mesurent la température sont équipées :
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Thermographe |
Les instruments qui mesurent la température sont toujours placés dans des abris afin d’être protégés de la pluie et du rayonnement direct du soleil tout en étant correctement ventilés.
Pour consulter la carte des stations mesurant la température en Nouvelle-Calédonie, cliquez ici.
Pour consulter la carte des stations mesurant la température à Wallis-et-Futuna, cliquer ici.
Humidité
Définition
L’humidité correspond à la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air. En effet, l’air contient toujours une certaine quantité de vapeur d’eau
En météorologie, on parle le plus souvent d’humidité relative, c’est-à-dire le rapport de la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air sur la quantité de vapeur d’eau maximale possible. Lorsqu’elle est maximale, la vapeur d’eau se condense et forme des gouttelettes (rosée ou brume/brouillard au sol, nuages en altitude) : on parle alors de « saturation ».
Unité
Le pourcentage (%)
Une humidité relative de 100 % correspond à de l’air saturé en vapeur d’eau et à 0 % à un air théoriquement totalement sec, ce qui ne se produit jamais, même pas dans les déserts les plus secs.
Instrument
L’humidité de l’air se mesure avec un hygromètre. Il s’agit d’une sonde électronique comprenant un condensateur dont la capacité varie en fonction de l’humidité relative.
Les hygromètres sont placés dans des abris afin d’être protégés de la pluie et du rayonnement direct du soleil tout en étant correctement ventilés.
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Et avant d'avoir des sondes électroniques ? |
Les premières versions des hygromètres utilisaient les propriétés de certaines matières qui dont les caractéristiques changent en fonction de l’humidité. Par exemple, en météorologie, il existait des hygromètres qui, à la place de l’actuel condensateur, contenaient des cheveux (dont la longueur varie avec le taux d’humidité). Inventés fin XVIIIe, ces appareils étaient encore utilisés à la fin des années 1970. On utilisait aussi des psychromètres. Il s’agit d’un appareil constitué de deux thermomètres dont l’un est maintenu mouillé en permanence par une mousseline imbibée d’eau. L’évaporation de l’eau refroidit ce thermomètre. La différence entre la mesure du thermomètre « sec » et celle du thermomètre « mouillé » permettait de calculer l’humidité. Inventés fin XVIIIe, ces appareils ont été utilisés jusque dans les années 1990. |
Pour consulter la carte des stations mesurant l’humidité en Nouvelle-Calédonie, cliquez ici.
Pour consulter la carte des stations mesurant l'humidité à Wallis-et-Futuna, cliquer ici.
Pression
Définition
La pression atmosphérique correspond au poids qu'une colonne d’air d'une surface d'1 m2 exerce à la surface de la Terre.
La pression atmosphérique dépend de l’altitude (elle baisse quand l’altitude augmente) et de la température (une élévation de la température provoque une dilatation des gaz). En météorologie, on mesure donc la pression à la station puis on la « réduit » au niveau de la mer pour que les mesures en tous points soient comparables. Cela permet de tracer par exemple les lignes isobares sur les cartes d’analyse.
Pour plus d'informations sur les symboles utilisés, consulter le guide des symboles. Pour consulter la carte d'analyse en cours, cliquez ici. |
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Qu'est-ce qu'une ligne isobare ? |
Sur les cartes d’analyse comme ci-dessus, on relie tous les points d’égale pression par une ligne. Cela permet de localiser les zones de hautes ou basses pressions (respectivement anticycloniques ou dépressionnaires). L’écartement de ces lignes montre également la variation horizontale de la pression : plus elles sont rapprochées et plus la pression varie rapidement. |
Unité
L’hectopascal (hPa), qui correspond au poids d’une colonne d’air d’1 m2 de section jusqu’au sommet de l’atmosphère.
La pression atmosphérique standard, fixée à 1013,25 hPa, sert de repère pour définir les zones de haute ou de basse pression car elle constitue une bonne estimation de la pression atmosphérique au niveau moyen de la mer dans les zones tempérées. Elle correspond à la pression exercée au niveau de la mer par une colonne de mercure de 760 mm à 0 °C.
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Quel est le rapport entre hectopascals, millibars et mm de mercure ? |
On utilisait autrefois le millibar (mb) qui correspond exactement à l’hectopascal et est aujourd’hui plutôt utilisé en océanographie, en plongée sous-marine, etc. Et plus anciennement encore, à l’époque où les baromètres étaient à mercure, on mesurait la pression atmosphérique en mm de mercure (Hg) : 1 mmHg correspond à la pression exercée à 0 °C par une colonne de 1 mm de mercure. La pression atmosphérique standard est de 760 mmHg. |
Instrument
Les stations automatiques sont équipées de baromètres numériques
Le public a toutefois accès à différents types de baromètres :
- baromètre à mercure pour les plus anciens - la valeur de la pression est donnée par la hauteur de la colonne de mercure sur une échelle graduée ;
- baromètre anéroïde constitué d’une à plusieurs capsules à vide qui s’écrase(nt) plus ou moins en fonction de la pression. Le système est relié à une aiguille qui se déplace sur un cadran ;
- baromètre à affichage numérique, utilisant également les capsules à vide mais leur déformation fait varier un courant électrique.
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Comment obtenir la pression réduite au niveau de la mer (approximative*) à partir d'un baromètre "amateur" ? | |||||||
Comme indiqué plus haut, il est important de savoir si le baromètre utilisé est réglé pour donner la pression au point de mesure ou au niveau de la mer. Dans le premier cas, et pour un baromètre « amateur », on peut se contenter d’un calcul simple : sachant qu’en atmosphère standard et en moyenne, la pression diminue d’1 hPa tous les 8 m, il suffit d’ajouter à la mesure l’altitude du point de mesure divisé par 8.
* Attention : ce calcul reste approximatif. Pour les application sensibles, il est nécessaires d'appliquer des corrections plus fines intégrant également la température et l'humidité. |
Pour consulter la carte des stations mesurant la pression en Nouvelle-Calédonie, cliquez ici.
Pour consulter la carte des stations mesurant la pression à Wallis-et-Futuna, cliquer ici.
Vent
Définition
Le vent correspond au mouvement horizontal de l’air, qui circule des zones de haute pression vers les zones de basse pression.
Sur une même distance, plus les variations de pression sont élevées, plus le vent est fort. Sur une carte d’analyse, l’écartement des isobares permet donc d’avoir une idée de la force du vent : plus elles sont serrées, traduisant un fort gradient de pression, et plus le vent est fort.
Ces mêmes isobares donnent la direction : les vents sont parallèles aux isobares.
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Pourquoi les vents s'enroulent-ils autour des anticyclones et des dépressions ? |
En effet, on peut se demander pourquoi ils ne vont pas en droite ligne vers le centre de ces zones. Cette déviation est due à la rotation de la Terre sur elle-même qui induit une force appelée « force de Coriolis » : cette force dévie les mouvements vers la gauche dans l’hémisphère sud (et vers la droite dans l’hémisphère nord). | |
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La mesure du vent comprend l’enregistrement de sa vitesse et de sa direction (qui indique d’où vient le vent).
On différentie plusieurs « types » de vent :
- le vent instantané : comme son nom l’indique, il s’agit d’une mesure du vent dans l’instant – ce paramètre est donc par nature très variable ;
- le vent moyen, calculé sur une période de 10 minutes – c’est celui qui est indiqué dans les bulletins ;
- les rafales : il s’agit de pics de vent – en aéronautique, on considère comme rafale toute mesure dépassant le vent moyen de plus de 10 kt.
Unités
Il existe plusieurs unités pour quantifier la vitesse du vent. Elles sont toutes utilisées couramment mais dans des circonstances différentes :
- l’unité internationale est le mètre par seconde (m/s) ;
- en Nouvelle-Calédonie, la météo utilise également le nœud (kt) pour les vents moyens et les rafales mais on passe aux km/h quand on parle de vents très forts et notamment de vents cycloniques ;
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- les marins utilisent par fois l’échelle Beaufort qui relie la force du vent à à l’état de la mer correspondant ainsi qu’à ses conséquences visibles sur terre.
La direction est donnée en degrés (de 0° à 360 °) ou en secteurs selon une rose de 16 directions (N, E, S, W).
Instruments
La vitesse est indiquée par un anémomètre. Il s’agit d’un appareil formé de trois coupelles qui tournent sous l’action du vent. Plus la vitesse du vent est élevée, plus la rotation est rapide. La direction est mesurée par une girouette. Ces deux appareils sont fixés sur un pylône appelé « mât vent » ou « mât anémométrique » qui mesure 10 mètres (norme internationale). L’ensemble doit être situé de façon à s’affranchir autant que possible de tout obstacle qui pourrait fausser la mesure (végétation haute, bâtiments, etc.). Ils sont reliés à la station automatique qui effectue des enregistrements toutes les minutes. |
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Les prochains capteurs de vent seront très différents de ce qu'on connaît actuellement puisqu'un unique appareil à ultrasons remplacera la girouette et l'anémomètre pour mesurer la force et la direction. |
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L'Alis, navire de l'IRD (voir "Capteurs embarqués" dans Stations au sol), en est déjà équipé et la station de Nouméa sera la première station à terre à en être dotée (fin 2015). |
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Sur les aérodromes, il existe également des manches à air qui permettent d’estimer la vitesse et la direction du vent mais ce matériel n'est pas installé par Météo-France. |
Chaque bande rouge ou blanche représente 5 kt lorsqu’elle est horizontale comme l’illustre l’image ci-dessous. Quant à la direction, elle indiquée par celle prise par la manche : le vent s’engouffre dans la manche par son plus gros diamètre - si la manche indique le sud, c’est que le vent vient du nord. | |
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Pour consulter la carte des stations mesurant le vent, cliquez ici.
Pour consulter la carte des stations mesurant le vent à Wallis-et-Futuna, cliquer ici.
Actinométrie
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Le rayonnement solaire est la source d'énergie à l'origine de tous les phénomènes météorologiques et climatiques. |
Cette énergie n'étant pas uniformément reçue à la surface de la Terre, il se crée en effet des déséquilibres qui sont à l'origine de la circulation atmosphérique générale et de ses variations (anticylcones, dépressions, etc.). D'autre part, à très grande échelle, les variations de l'intensité du rayonnement solaire au cours de l'année permettent d'identifier les saisons et à bien plus petite échelle, la variation diurne de l'intensité du rayonnement entraîne notamment les phénomènes de brises. |
Le rayonnement solaire est formé de plusieurs types de rayonnements dont les principaux sont :
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L'actinométrie regoupe la mesure de différents paramètres liés au rayonnement solaire. En Nouvelle-Calédonie et à Wallis-et-Futuna, on mesure le rayonnement global, le rayonnement direct, le rayonnement ultraviolet et/ou la durée d'insolation.
Le rayonnement global
Le rayonnement ultraviolet
Le rayonnement ultraviolet (UV) correspond à la partie du spectre solaire comprise entre 100 et 400 nm. Ce rayonnement est invisible mais il peut être dangereux pour les organismes vivants en cas de surexposition
En fonction du risque sanitaire, la quantité de rayonnement UV est traduite en index sur une échelle de 1 (risque faible) à 11 et plus (risque extrême).
Le rayonnement UV est mesuré grâce à un pyranomètre à UV. Le fonctionnement de cet appareil est basé sur une propriété du phosphore qui émet une lumière verte sous l'effet d'un rayonnement UV. Cette lumière est ensuite mesurée par une photodiode.
Pour en savoir plus sur les dangers liés à la surexposition au rayonnement UV, consulter le dossier Info santé).
La durée d'insolation
Il s’agit de l’intervalle de temps pendant lequel le soleil est nettement apparent au-dessus de l’horizon et son intensité de rayonnement suffisante pour créer des ombres bien nettes.
La durée d'insolation est mesurée en heures et minutes grâce à un héliographe, mais seulement sur les aérodromes de Magenta, Tontouta, Ouanaham (pour la Nouvelle-Calédonie) et à Hihifo (pour Wallis-et-Futuna). Ailleurs, la durée d’insolation est calculée à partir du rayonnement global.
Pour consulter la carte des stations mesurant l'actinométrie en Nouvelle-Calédonie, cliquez ici.
Pour consulter la carte des stations mesurant l'actinométrie à Wallis-et-Futuna, cliquer ici.
Couverture nuageuse
Définition
Les nuages contiennent de l’eau sous forme liquide (gouttelettes plus ou moins grosses) et solide (cristaux de glace) ainsi que des microparticules diverses (poussières, etc.). Leur composition varie selon leur altitude : plus ils sont hauts et plus la proportion de cristaux de glace augmente. Ils peuvent être de deux formes : cumuliformes (ceux qui "bourgeonnent") ou stratiformes (ceux qui s'étalent). |
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L’observation des nuages comprend deux aspects :
- qualitatif : il s’agit de définir le genre de chaque nuage présent en fonction de son aspect (forme, épaisseur, etc.) et de la hauteur de sa base ;
- quantitatif : on estime la couverture nuageuse globale (la nébulosité totale) et la couverture de tous les types de nuages identifiés ainsi que la hauteur de leurs bases.
Unités
La couverture nuageuse ou nébulosité est estimée ou mesurée en octas : 1 octa correspond à 1/8 de la voûte céleste. On utilise la valeur 9 lorsque le ciel est invisible, par exemple en cas de brouillard.
La hauteur de la base des nuages est exprimée en mètre (m).
Pour l’identification des nuages, on se réfère à une classification en 10 types en fonction
- de leur forme – cumuliforme ou stratiforme ;
- de la hauteur de leur base – 3 étages ont été définis : bas (sol - 2 500 m environ en région subtropicale), moyen (3 000-5 500m) et haut (au-dessus de 6 000 m).
Le nom des nuages est représentatif de ces deux critères : il contient -cumul- ou -strat- selon la forme ainsi qu’un préfixe permettant de caractériser l’étage pour les étages haut (cirr-) et moyen (alt-). Ainsi, un cirrostratus est un nuage stratiforme élevé.
Instrument
Les stations sur aérodromes sont équipées d’un télémètre à nuages qui mesure automatiquement la hauteur de la base des nuages défilant à sa verticale. Cet instrument émet des impulsions lumineuses de très courte durée : lorsqu’un nuage passe au-dessus du télémètre, les impulsions sont rétrodiffusées et la hauteur de la base du nuage est déterminée à partir du temps de parcours aller-retour de chaque impulsion. Sur certains aérodromes, l’observation automatique est complétée par l’observation humaine. A Magenta, le prévisionniste aéronautique est également observateur : il sort toutes les ½ heures pour avoir une vision du ciel entier. Il définit les différentes couches nuageuses et estime chaque nébulosité ainsi que la nébulosité totale. Il saisit ensuite son observation dans un logiciel afin qu’elle soit codée dans les messages aéronautiques et intégrée dans les bases de données climatologiques. |
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Et la houle ?
Unités
La houle est caractérisée par
- une direction - celle d'où vient la houle (sur une rose de 16 directions comme le vent ;
- une hauteur (en mètres) ;
- une période - la durée (en secondes) entre les crêtes de deux vagues successives.
Instruments
La houle n’est pas mesurée par Météo-France Nouvelle-Calédonie : nous utilisons des observations effectuées par satellite.