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L’ATMOSPHERE

Définition Composition air sec et vapeur aérosols Paramètres descriptifs pression et température vent et vapeur d’eau Observation et mesure Le réseau d'observation et de mesure Analyse météorologique Cycle d'assimilation Cycle de prévision Echelles des phénomènes. L’ATMOSPHERE.

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  1. Définition • Composition • air sec et vapeur • aérosols • Paramètres descriptifs • pression et température • vent et vapeur d’eau • Observation et mesure • Le réseau d'observation et de mesure • Analyse météorologique • Cycle d'assimilation • Cycle de prévision • Echelles des phénomènes L’ATMOSPHERE QUITTER

  2. masse Altitude 99% 90% 50% Définition • enveloppe de gaz qui entoure le globe • limite verticale imprécise (150 km) • raréfaction du gaz avec l’altitude 30 km • 50% de la masse entre 0 et 5,5 km 16 km • 90% de la masse entre 0 et 16 km • 99 % de la masse entre 0 et 30 km • qui fixe l'épaisseur de l'atmosphère météo-aéronautique 5,5 km

  3. Composition (1/2) • Air sec : • 78% azote (N2), 21% oxygène (O2) • autres gaz : argon (0,9%), Néon, Hélium • gaz carbonique (CO2) (concentration x 1,25 en 200 ans) • méthane (CH4) (concentration x 2 en 200 ans) • ozone (O3) : 90% entre 10 et 50 km 10% entre 0 et 10 km • Vapeur d ’eau : • proportion 0,1(dans les régions continentales très froides ) à 30 g par kg d’air sec (dans les régions maritimes chaudes) • rare au-dessus de 8/9000 m

  4. Composition (2/2) • Aérosols (réflexion de la lumière) • gouttelettes d’eau et particules de glace • impuretés ou micro-organismes • sels marins • production végétale (pollens …) • poussières minérales • particules carbonées issues de la combustion • terre = 10 x mer, villes = 10 x campagnes • support à la condensation (noyaux de condensation)

  5. Paramètres descriptifs (1/3) • Etat  Pression (P) et température (T) • Equation d’état des gaz parfaits : P =  R T • Composition  quantité de vapeur (q) • Mouvement  vecteur Vent

  6. Paramètres descriptifs (2/3) • La pression • Moyennes : • P(0m) = 1000 hPa, P(16km) = 100 hPa P(30km) = 10 hPa • Extrêmes : • Monde : P(0m) : 1083 hPa (Sibérie) 876 hPa (Guam pacifique) • France : P(0m) 1050 hPa à 947 hPa • Décembre 99 : 965 hPa • La température • Moyennes : • t(0m) = 15°C, t(10 km) = -55°C, t(32 km) = -44°C • Extrêmes : • Monde : t(surface) : +58°C (Libye), -88,3°C (Antarctique) • France : t(surface) +44°C (Toulouse), -33°C (Langres)

  7. Paramètres descriptifs (3/3) • Le Vent • Moyennes : • V (surface) =qq m/s, V (10 km) = 50 à 100 m/s (100 à 200kt) • Extrêmes : • V (surface) : 371 km/h Mont Washington (US) 1916 m • Décembre 99 France : 205 km/h (sfc), 285 kt (8000m) • La vapeur (en termes de précipitations) • Moyennes : • 2 à 4 l/m2 (mm) par minute ou par heure • France 500 à 1000 mm/an • Extrêmes : • 1870 mm/heure (La Réunion), 9299 mm/mois et 26461 mm/an (Cherrapunji Indes)

  8. Observation et mesure • En surface : • stations, stations automatiques, navires, bouées • radars : précipitations, profileurs de vent • En altitude : • ballons sondes, avions • Satellites : • défilant (2), géostationnaire (5) • Le réseau d'observation de Météo-France • 43 stations de surface (VMM) , 113 (complémentaires) • 77 navires, 10 bouées dérivantes, 6 bouées ancrées • 7 stations de radiosondages (+4 navires), 16 avions (ACARS) • 17 radars, 16 capteurs foudre

  9. radio sondages avions satellites radars navires stations de mesures en surface bouées Réseau d’observations et de mesures • La Veille Météorologique Mondiale Système Mondial de Télécommunication Services météorologiques

  10. points de grille Analyse de la situation météorologique (1/2) • Connaissance à un instant donné de la distribution spatiale globale des paramètres caractéristiques (P, T, U ,V) • découpage de l'atmosphère en "boites" de dimensions plus ou moins régulières • utilisations de "grilles horizontales" superposées Le modèle ARPEGE • modèle à mailles variables centré sur la France (pôle) • 41 niveaux le long de la verticale • maille (distance entre 2 points de grille) • 20 km au "pôle" • 233 km à l'anti-pôle

  11. Points de grille Observations Analyse de la situation météorologique (2/2) • Comment remplir les grilles du modèle • Problème • les observations ne sont pas sur les points de la grille, ni au même niveau, ni à la même heure et ne sont pas distribuées régulièrement (nombreuses par endroit et pour certaines heures, aucune ailleurs) • Résolution • interpolation (espace et temps) et "moyenne" (complexe!) entre observations les plus proches et les données du modèle de prévision pour l'heure de l'analyse

  12. Jour J-1 Jour J 09 12 15 18 21 00 modèle Le cycle d’assimilation OBS 12 H OBS 18 H OBS 00 H Analyse 00 h Analyse 12 h Analyse 18 h Prévision h+6 pour 18 H Prévision h+6 pour 00 H Prévision h+6 pour 12 H

  13. 18 21 00 03 disponibles à 03 H Le cycle de prévision OBS 00 H 1h50 cut off Prévisions J+1 J+2 ... Analyse 00 h Analyse 18 h Prévision h+6 pour 00 H Les équations

  14. Echelle des phénomènes météorologiques

  15. L’ATMOSPHERE FIN Première diapositive

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