Définitions des mesures en météorologie.
Notions de réseaux et d’échelles.

Les mesures météorologiques sont destinées à chiffrer les différentes grandeurs physiques qui caractérisent l’état de l’atmosphère. Cet état est influencé par des phénomènes d’échelles spatiales et temporelles très diverses qui se mélangent et qu’il convient parfois de séparer.

L’échelle synoptique décrit les phénomènes intéressant la circulation générale des masses d’air sur des zones de plusieurs centaines de kilomètres d’étendue et des périodes de temps de plusieurs heures, voire plusieurs jours.

La micro-échelle est relative à des dimensions spatiales de quelques centaines de mètres et des périodes de quelques minutes. Les phénomènes de turbulence en font partie.

La méso-échelle est intermédiaire, avec des dimensions spatiales de quelques kilomètres ou dizaines de kilomètres, et des périodes de l’ordre de quelques heures. Les mesures synoptiques correspondent à des réseaux nationaux et internationaux. Les mesures de méso-échelle correspondent à des réseaux régionaux et départementaux ; ils tiennent compte des particularités géographiques locales.

Les mesures synoptiques sont réalisées par des stations météorologiques qui forment un véritable réseau à la surface du globe, dont le maillage devrait rester inférieur à 150 km selon les recommandations de l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM). À ces stations de mesure des paramètres météorologiques de surface, il faut ajouter des stations aérologiques, disposées suivant un maillage recommandé de 250 km, qui effectuent des sondages dans la couche d’atmosphère allant du sol jusqu’à 30 km d’altitude.

La particularité des mesures synoptiques est qu’elles sont réalisées avec des instruments ayant des caractéristiques normalisées, exposés de manière identique dans toutes les stations et exploités suivant des méthodes codifiées selon les recommandations du Guide de la Commission des Instruments et Méthodes d’Observation (CIMO) dépendant de l’OMM.

La normalisation des appareillages et des procédures a été instaurée pour s’affranchir de l’influence de l’environnement immédiat et pour sauvegarder la comparabilité des résultats obtenus dans l’espace et dans le temps. C’est à partir de l’étude de longues séries de mesures homogènes que les climatologues peuvent mettre en évidence les lois de variation des divers paramètres qui caractérisent le climat.

Les mesures synoptiques sont effectuées simultanément par l’ensemble des stations du globe ; elles sont ensuite rassemblées dans les centres de prévisions où elles constituent des images globales de l’atmosphère à des intervalles de temps réguliers (toutes les 3 heures). La figure 1 montre l’implantation actuelle des stations synoptiques du globe. Par son aspect global, la science météorologique est, de fait, internationale ; les données sont échangées librement entre les quelques 162 états membres de l’OMM.

Figure 1 – Densité du réseau d’observation en surface (terrestre et de navires)

Les modèles de prévision numérique sont initialisés 2 fois par jour à partir de ces mesures. Les prévisionnistes peuvent alors repérer le développement des discontinuités et les phénomènes atmosphériques qui les accompagnent, suivre leur déplacement et prévoir leur évolution.  Les paramètres mesurés sont : la pression atmosphérique, la température de l’air et du sol à différents niveaux, l’humidité de l’air, la force et la direction du vent, les précipitations, les pertes d’eau par évaporation, la durée d’insolation, les rayonnements énergétiques, la visibilité et la hauteur de la base des nuages.

Mesures en micrométéorologie

Relatives à des échelles spatiales plus réduites, elles cherchent à quantifier les interactions existant entre la surface du sol et les éléments qui s’y trouvent (habitations, population végétale, etc.), d’une part, et les basses couches de l’atmosphère, d’autre part. Elles portent essentiellement sur des facteurs intervenant dans les transferts énergétiques et massiques (rayonnement, température, humidité, vent, etc.). Les équipements mis en oeuvre sont souvent particularisés en fonction de l’étude envisagée. Ces mesures sont rarement effectuées en permanence : elles sont parfois réalisées à l’aide de moyens mobiles pendant des périodes déterminées.