Lors de l’écoute du JT ou de votre journal météo préféré, vous avez certainement déjà dû entendre : “Hier il a fait 35°C à Strasbourg” ou “Une humidité de l’air qui est descendue jusqu’à 15% à Nîmes”. Ces chiffres peuvent paraitre assez accessibles, mais à quoi correspondent ils en réalité ? Comment sont ils obtenus ? Par qui sont ils obtenus ? C’est ce que nous allons voir dans ce nouvel article de HD Sciences.
Tout d’abord la température, qui est une mesure de l'agitation des particules (comme les atomes ou les molécules) qui composent un objet ou une substance.
Plus la température est élevée, plus ces particules bougent rapidement et inversement quand la température est faible, et ce niveau d’agitation des particules peut être dans l’ensemble assimilé à la sensation de chaud ou de froid. La mesure de la température, utilise différentes échelles.
En France et dans la plupart des pays du monde, on utilise le degré Celsius (°C) où 0°C correspond au point de congélation de l'eau et 100°C au point d'ébullition. Aux États-Unis (et dans quelques autres pays anglo-saxons), on peut rencontrer l'échelle Fahrenheit (°F), basée sur des références peu communes : la température la plus basse obtenue en laboratoire en mélangeant du chlorure d'ammonium et de l'eau, et la température du sang d'un cheval en bonne santé. Sur cette échelle, l'eau gèle à 32°F et bout à 212°F. Les scientifiques, quant à eux, utilisent l'échelle kelvin (K). Le zéro kelvin (0 K) est le zéro absolu, où toute agitation moléculaire cesse. Il est donc impossible d’avoir moins que 0 K. Un écart d'un kelvin équivaut à un degré Celsius, et 0°C correspond à 273,15 K (on a donc 373,15 K pour 100°C). Ces échelles aident à mesurer la température de manière précise, chacune avec ses particularités.
On a vu juste avant que la température ne peut jamais descendre en dessous de -273,13°C, ce qui correspond à zéro Kelvin (0 K). Cependant, il n'y a pas de limite aux températures élevées. Le Soleil peut atteindre des températures impressionnantes de jusqu'à 20 millions de degrés Celsius, et les scientifiques ont réussi à atteindre une température de 4000 milliards de degrés Celsius en laboratoire.
L'humidité relative est une mesure de la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air par rapport à la quantité maximale possible à une certaine température. En d'autres termes, c'est le pourcentage de saturation de l'air en vapeur d'eau. Plus l'air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d'eau, et inversement, lorsque l'air se refroidit, la vapeur d'eau peut se condenser pour former des gouttelettes d'eau. L'humidité relative joue un rôle essentiel en météorologie, car elle influence la formation de phénomènes tels que les nuages, les précipitations, le brouillard et la rosée. Elle se mesure en pourcentage, avec 100% indiquant un air saturé en vapeur d'eau, ce qui est propice à la formation de conditions météorologiques humides, tandis que 0% correspond à un air parfaitement sec, une situation rarement observée dans la nature. L'humidité relative varie avec la température, et comprendre cette variation est essentiel pour comprendre le temps et le climat.
L'Organisation Mondiale de la Météorologie (OMM) est une institution spécialisée des Nations Unies créée en 1950. Son principal objectif est de promouvoir la coopération internationale dans le domaine de la météorologie, du climat, de l'hydrologie opérationnelle, et des sciences connexes. Une des principales prérogatives de l’OMM est l’établissement de normes pour que les informations météorologiques provenant de différents pays soient comparables et fiables.
En ce qui concerne les normes pour mesurer la température et l'humidité, l'OMM joue un rôle essentiel dans l'établissement de ces normes internationales. Les mesures de température et d'humidité sont effectuées avec précision en utilisant des instruments standardisés. Les normes de mesure de la température s'accompagnent de différentes classes et critères pour garantir des relevés fiables. Ces classes sont généralement basées sur les types de terrains, la végétation, les distances par rapport à d'autres objets, et la présence de sources de chaleur. Les classes varient en fonction du degré de perturbation potentielle. Par exemple, la "Classe 1" correspond à des sites idéaux, sans sources de chaleur artificielles ni étendues d'eau à proximité. La "Classe 2" implique un terrain plat avec quelques perturbations, tandis que la "Classe 3" présente des perturbations modérées mais des mesures acceptables. En revanche, la "Classe 4" est associée à des sites fortement perturbés, avec des incertitudes plus élevées. Ces normes visent à garantir des mesures précises de la température en minimisant les influences extérieures.
.png)
De plus, il est recommandé de les installer à une hauteur standard entre 1,25 m et 2,0 m, avec un minimum de 1,25 m. Cette hauteur peut être dépassée, car les écarts de température entre 1,5 m et 2,0 m ne dépassent généralement pas 0,2 °C.
Enfin, les sondes de mesures doivent être placées dans un abri spécifique comme par exemple l’abri Stevenson.
%20copie.png)
Un abri Stevenson est un boîtier utilisé en météorologie pour protéger les instruments de mesure, tels que les thermomètres et hygromètres, entres autres, des précipitations et des radiations directes de chaleur extérieures. Ce boîtier, habituellement construit en bois avec des doubles persiennes, un plancher à claire-voie, et un double toit avec cheminée d'aération, peut varier en forme et en matériaux en fonction du nombre d'instruments qu'il doit contenir. Il permet de maintenir un environnement uniforme en relation avec l'air extérieur tout en permettant la libre circulation de l'air autour des instruments. On a donc les instruments de mesure qui sont placés dans un environnement sans rayonnement et avec une ventilation idéale permettant le renouvellement de l’air à l’intérieur de l’abri.
L’abri Stevenson permet donc de mesurer la température et l’humidité de l’air ambiant au soleil, mais en évitant le faussement de la mesure par les rayons du soleil.
Dans le monde, des températures extrêmes ont tout de même été enregistrées de manière normalisée. En 1913, la Vallée de la Mort en Californie a atteint un incroyable 56,7°C, établissant un record de chaleur. D'un autre côté, en Antarctique, le thermomètre a chuté à un glaçant -89,2°C (1983), nous montrant les deux extrêmes de la température sur Terre.
En France, nous avons également vu des variations marquées. Vérargues a enregistré un brûlant 46,0°C en 2019, tandis que Mouthe a connu un froid glacial de -36,7°C en 1968. Ces chiffres reflètent l'ampleur des températures que notre planète peut offrir, allant des canicules brûlantes aux hivers glacés.
Pour l’humidité, il n’est pas rare d’obtenir 100 % d’humidité, notamment lors de précipitations. En revanche, une humidité extrêmement faible (autour de 0 %) est beaucoup plus rare, et ne peut uniquement éventuellement être obtenue dans les déserts les plus arides.
En conclusion, les paramètres météorologiques, tels que la température et l'humidité relative, sont des mesures cruciales pour comprendre les conditions atmosphériques. Pour mesurer ces paramètres, des normes internationales sont établies par l'OMM. Ces normes garantissent des relevés fiables en utilisant des instruments standardisés.
Cependant, la mesure de ces paramètres peut être plus complexe en raison de l'influence de la topographie, de la végétation et d'autres facteurs. En effet en montagne, les pentes peuvent empêcher une mesure de manière normée telle que présentée précédemment, tandis qu’en ville, la présence de sources de chaleur artificielles peut perturber les relevés. Ces mesures normées et ponctuelles représentent alors des mesures dans un environnement idéal, mais pas nécessairement la vraie température ou humidité relative de l’air telle qu’elle est dans des environnements plus complexes et hétérogènes. Le but premier de ces mesures étant avant tout une inter comparaison et une transmission facilitées de ces données de manière globale et non pas une représentativité de problématiques locales.
En effet pour illustrer cela, on peut donner l’exemple d’une mesure de température à un même point mais à différentes hauteurs. Le 25 juillet 2019 à Paris Montsouris à 16h, la température normée atteignait les 41.7°C. Mais en prenant la température à 50 cm du sol, elle montait à 45.5°C, ce qui est préoccupant pour la sécurité des enfants. Et à seulement 10 cm du sol, elle grimpait encore plus, à 47.7°C, ce qui est inquiétant pour nos amis à quatre pattes, comme les chiens.
Ces considérations soulignent l'importance de mesurer et de comprendre ces paramètres pour une météorologie précise, ainsi que les défis associés à l'obtention de mesures précises dans des environnement complexes, notamment dans des environnements urbains ou montagneux.