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Une mesure précise des précipitations est essentielle pour les prévisions météorologiques, le contrôle des inondations et la planification agricole. Sur Terre, la présence d’eau liquide distingue notre planète des autres planètes du système solaire. Les météorologues utilisent une gamme d'instruments, collectivement appelés pluviomètres ou ombromètres, pour quantifier les précipitations. Nous décrivons ci-dessous les types les plus courants, leur fonctionnement et leur rôle dans la météorologie moderne.
La conception la plus simple est un cylindre vertical équipé d'un entonnoir. L'eau collectée s'écoule dans le cylindre, où une échelle graduée enregistre la profondeur. L'indicateur standard de 8 pouces (20 cm), développé par le National Weather Service (NWS) des États-Unis au début des années 1900, reste l'instrument de référence dans de nombreux réseaux. Bien que fiable, cette jauge doit être vidée manuellement, ce qui peut limiter la collecte de données en temps réel.
Dans ce modèle automatisé, la pluie s'écoule dans un petit seau qui bascule lorsqu'un volume fixe (généralement 0,2 mm de pluie) est atteint. Le godet déplacé est remplacé par un deuxième et l'événement de basculement génère une impulsion électronique envoyée à un ordinateur. En comptant les impulsions, le taux et la quantité totale de précipitations peuvent être calculés automatiquement.
Les jauges optiques utilisent un faisceau laser coupant un détecteur ; les gouttes de pluie interrompent le faisceau, provoquant une baisse mesurable du signal. Chaque interruption peut être comptée comme une seule goutte, offrant une haute résolution temporelle et la possibilité de distinguer la pluie des autres hydrométéores. Les versions modernes utilisent des lasers à semi-conducteurs miniatures, ce qui les rend adaptés aux plates-formes mobiles telles que les pare-brise d'automobile.
Dans cette configuration, un cylindre de collecte repose sur des balances de précision. À mesure que l’eau s’accumule, son poids augmente. En convertissant l’augmentation de poids en volume en utilisant la densité de l’eau et les dimensions du cylindre, la jauge fournit une mesure directe des précipitations. Cette méthode offre une grande précision et est particulièrement utile dans les contextes de recherche.
Ces instruments soutiennent collectivement les services météorologiques du monde entier, permettant des estimations précises des précipitations qui éclairent tout, des prévisions quotidiennes aux études climatiques à long terme.
Sources :National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), National Weather Service (NWS)