Imaginez une seconde que vous n'étiez pas un être humain en train de lire un article sur Internet, mais plutôt une puce - et pas n'importe quelle puce, mais une puce vivant toute sa vie dans la fourrure d'un grizzly. Dans un environnement aussi hostile, vous devrez établir quelques faits pour rester en vie. Où l’ours gratte-t-il ou mord-il le plus souvent ? Quand dort-il ? Où est le meilleur sang ? Avec quelle férocité s’est-elle attaquée à ses parasites dans le passé, et comment pourrait-elle se comporter à l’avenir ? Si cela vous semble une existence stressante, pensez simplement à l'environnement dans lequel nous vivons tous les jours.
Les êtres humains habitent dans la région la plus éloignée de la croûte terrestre, une couche de gaz de 5,5 quadrillions de tonnes (4,99 quadrillions de tonnes) que nous appelons l'atmosphère. Comme pour notre puce exemplaire, nos vies dépendent exactement du comportement de l’environnement qui nous entoure. Dans ses moments plus calmes, le temps nourrit nos cultures, nous donne de l’air pur à respirer et offre un environnement généralement confortable. Mais dans le pire des cas, l'atmosphère, qui est couverte en profondeur dans How Weather Works, produit des gelées mortelles, des chaleurs torrides, des inondations destructrices et des tempêtes capables de dévaster des villes entières. Comme tout parasite doué pour la survie, il est utile de savoir ce que votre hôte est susceptible de faire ensuite.
Si vous vous êtes déjà précipité à l'école ou au travail le matin sans vérifier au préalable les prévisions météorologiques, vous n'avez probablement pas vécu l'équivalent d'être ratissé avec une griffe d'ours. Peut-être que vous avez glissé dans la neige ou que le trajet a été un peu lent, mais bon, n'est-ce pas ? À la fin de la journée, vous allez probablement encore manger un dîner chaud dans une maison chaleureuse.
Cependant, nos vies n’ont pas toujours été aussi résistantes aux intempéries. Dans les pays en développement et dans les environnements plus difficiles, la survie quotidienne dépend toujours de Mère Nature. Malgré les mesures modernes de protection contre la sécheresse et les inondations, les conditions météorologiques peuvent encore nuire aux approvisionnements en nourriture et en eau, même dans les pays les plus avancés. Mais dans le monde antique, la capacité d'utiliser les observations passées et présentes pour prédire les conditions météorologiques a fait de vous plus qu'un météorologue :elle a fait de vous un chaman, un prophète et même un leader. Aujourd'hui, les météorologues augmentez les observations avec la technologie, la physique et les statistiques modernes pour rendre un service non moins vital, mais nous ne les considérons pas nécessairement comme des prophètes.
Dans cet article, nous examinerons la météorologie , l'étude scientifique de l'atmosphère et de la myriade de phénomènes qui la font constamment tourbillonner et faire rage tout autour de nous.
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La reconnaissance des formes est l’une des propriétés clés de l’intelligence. Votre chien sait qu'il recevra une friandise s'il fait un tour, car vous le nourrissez toujours après qu'il se retourne. Vous savez que votre tante vous offrira probablement un pyjama pour Noël parce que votre garde-robe est remplie de pyjamas hideux à carreaux. Notre esprit apprend et agit en fonction des modèles que nous percevons tout autour de nous. En sachant ce qui s'est passé avant, nous savons ce que l'avenir nous réserve.
Les premiers humains ont observé les tendances météorologiques et ont appris à anticiper les changements qui affectaient leur approvisionnement alimentaire et leur bien-être. Ils créèrent des noms pour les saisons et même des formes de calendriers pour guider leurs déplacements et, plus tard, les cycles de croissance de leurs cultures. Les gens savaient quel temps il ferait en fonction de leurs propres expériences cumulées, ainsi que de celles que leurs ancêtres leur avaient transmises. Par exemple, certaines tribus aborigènes australiennes transportent avec elles 18 000 générations d'observations météorologiques locales [source :BBC]. En dehors de leur territoire, leurs connaissances s’estompent progressivement, mais leur compréhension de la météo intègre de nombreux détails locaux. Une tribu peut reconnaître aussi peu que deux ou jusqu'à six saisons, en fonction des facteurs locaux de précipitations et de température.
Les premiers humains savaient que les températures plus fraîches signifiaient l’arrivée de l’hiver. Ils connaissaient les images et les odeurs qui précédaient une tempête de pluie. Et là où leurs propres sens leur faisaient défaut, ils se tournèrent vers ceux de la nature :les cycles de vie de diverses végétations et la migration d’autres animaux. De plus, de nombreuses espèces animales sont beaucoup plus sensibles aux changements de pression de l'air et de l'eau qui signalent souvent des tempêtes et d'autres changements atmosphériques.
Bien avant que les humains n’inventent des appareils pour mesurer ces conditions, ils regardaient simplement le ciel et les champs. Les animaux reconnaissaient des modèles subtils dans l’atmosphère, et nous reconnaissions des modèles dans leur comportement réactif. Ces traditions se perpétuent encore aujourd'hui dans les pages de The Old Farmer's Almanac et avec des pratiques telles que Groundhog Day. Pour en savoir plus sur les animaux et la météo, lisez Les animaux peuvent-ils prédire la météo ?
Suivre la météo dans une région ou un territoire tribal est une chose, mais cartographier les modèles atmosphériques à l’échelle mondiale est une tout autre entreprise. Au cours des derniers siècles, la météorologie synoptique , ou l'idée de cartographier de manière exhaustive la météo sur une vaste zone, a émergé. En comparant les conditions météorologiques simultanées dans des zones adjacentes, les scientifiques ont pu mieux comprendre les conditions dominantes sur une zone plus vaste et fournir le type de cartes météorologiques que nous voyons chaque jour à la télévision et sur Internet.
Comment les météorologues enregistrent-ils les conditions météorologiques actuelles ? Lisez la page suivante pour découvrir comment nous procédons pour déterminer la météo actuelle.
Vous avez probablement entendu le dicton « trop de cuisiniers gâchent le bouillon », probablement en référence à un album, une entreprise commerciale ou même une équipe sportive. Cela signifie que lorsque trop de personnes travaillent sur un projet, les résultats sont souvent déroutants, ternes ou tout simplement horribles. D’une certaine manière, l’atmosphère est un bouillon brassé par bien trop de cuisiniers :gravité, lumière du soleil, rotation, zones de pression conflictuelles, océans frais, déserts chauds, chaînes de montagnes et courants d’air colossaux, pour n’en nommer que quelques-uns. Ces forces font constamment bouger l'atmosphère, et le simple fait de comprendre ce qu'elle fait à une seconde donnée nécessite beaucoup d'étude et d'observation.
Trois des principales propriétés atmosphériques sont la pression atmosphérique. , température de l'air et l'humidité . Pour vraiment comprendre ce qui se passe, il faut être capable de mesurer ces conditions. Pour cette raison, la météorologie n'est vraiment devenue une science qu'avec les inventions du baromètre au XVIIe siècle. , qui mesure la pression atmosphérique et un thermomètre fiable , qui mesure la température. Avant la fin des années 1600, les scientifiques ont également développé des hygromètres fiables. pour mesurer l'humidité. Ces instruments, ainsi que les pluviomètres, ont permis d'améliorer la planification agricole et les voyages en mer.
Mais pour obtenir une vision véritablement synoptique des conditions météorologiques actuelles, vous avez besoin d’un moyen de communiquer avec d’autres observateurs dans d’autres régions. L’invention du télégraphe en 1837 a rendu cela possible. Au milieu du XIXe siècle, les météorologues de diverses stations météorologiques étaient capables de communiquer rapidement entre eux et d'avoir une vue d'ensemble.
Vers la fin du XIXe siècle, les météorologues utilisaient des ballons météorologiques pour étudier la haute atmosphère. Ce faisant, ils ont fait des découvertes cruciales sur la pression atmosphérique et la configuration des vents. Grâce à cela, les météorologues ont pu découvrir le rôle de la basse pression centres jouer selon la météo. Vous avez probablement vu ces centres indiqués sur une carte dans les prévisions météorologiques. De l’air plus frais et plus dense s’engouffre dans des zones plus chaudes et à basse pression provenant des régions environnantes. Ceci, à son tour, pousse l’air chaud vers la haute atmosphère, où l’air s’échappe en spirale dans toutes les directions. Ces formations sont appelées cyclones (à ne pas confondre avec les ouragans et typhons , appelés cyclones dans certaines régions).
Mais cette élévation de l’air ne se produit pas uniquement dans les centres de basse pression. Cela se produit également lorsque deux masses d'air se rencontrer dans un devant . Dans les deux cas, l’air élevé forme souvent des nuages et des systèmes orageux. Grâce à ces découvertes, les météorologues étaient mieux préparés à prévoir le temps. Ils ne faisaient pas seulement des suppositions éclairées basées simplement sur la reconnaissance de formes; ils comprenaient comment fonctionne l'atmosphère.
Au XXe siècle, les progrès de l'aviation nous ont permis de mieux étudier la haute atmosphère, et les nouvelles technologies radio ont permis aux météorologues d'envoyer des équipements sensibles avec des ballons à haute altitude - une pratique qui se poursuit aujourd'hui. De même, les bouées météorologiques radio communiquaient les conditions en mer, notamment la température de l’eau, la vitesse du vent et la hauteur des vagues. Après la Seconde Guerre mondiale, les scientifiques ont commencé à utiliser le radar d'étudier la météo puisque la technologie permettait de détecter les précipitations en plus des avions.
En 1960, une autre avancée a renforcé notre capacité à observer et mesurer l’atmosphère terrestre :le satellite météorologique. En plaçant ces observatoires automatisés sur des orbites polaires nord-sud et orbites géostationnaires d'est en ouest , les humains ont pu voir leur atmosphère de l’extérieur et observer les systèmes de tempêtes d’un point de vue véritablement synoptique. Les satellites météorologiques fournissent bien plus qu’une simple vision extraterrestre de la météo ; ils transportent également des capteurs pour mesurer la température, l'humidité et le rayonnement solaire.
C'est une chose de savoir ce qui se passe maintenant, mais comment les météorologues transforment-ils toutes ces données en une idée de ce que le temps qu'il fera demain ? Lisez la page suivante pour le découvrir.
La technologie moderne permet aux météorologues d'acquérir une compréhension sans précédent de l'atmosphère terrestre et de disposer d'un excellent point d'observation pour observer le temps qu'il fait. Mais comment les météorologues peuvent-ils traduire cela en une prévision raisonnable de ce que le temps continuera à faire ?
Au lieu de simplement examiner les conditions actuelles et d'effectuer des estimations basées sur des observations passées, les météorologues créent des modèles de prévision numérique du temps (PNT). . Ces modèles sont des calculs objectifs basés sur la physique qui, lorsqu'ils sont traités par un ordinateur, prédisent à quoi ressemblera le temps actuel dans le futur. Les équations impliquées dans ces modèles sont complexes et impliquent plusieurs variables atmosphériques. Ces variables laissent place à l'erreur, donc plus les météorologues tentent de prévoir loin, plus le risque d'erreur devient grand.
Regardez n’importe quelle prévision météo heure par heure :chaque prévision horaire est une étape vers un avenir possible. Une prévision initiale (telle que le temps qu'il fera dans une heure) est le résultat de l'exécution d'un modèle informatique basé sur la météo actuelle. Ensuite, pour exécuter un modèle de ce que fera la météo dans deux heures, vous appliquez les différentes équations au modèle qui l’a précédé. Ainsi, alors que la première prévision était basée sur des conditions réelles, la seconde était basée sur des conditions prévues qui auraient pu être loin d’être exactes. Chaque prévision ultérieure accroît la possibilité d’erreur. Pour cette raison, les modèles de prévision numérique du temps deviennent de plus en plus imparfaits à mesure que l'on essaie de regarder plus loin.
Les météorologues n’ont cessé d’améliorer les modèles de prévision numérique du temps depuis les années 1980. En les peaufinant constamment, ils ont créé des équations plus précises avec moins d’erreurs. Une autre technique, appelée Statistiques de sortie du modèle , améliore les prévisions météorologiques en prenant le modèle PNT, basé sur les conditions actuelles, et en l'extrapolant en le comparant aux conditions de surface passées pour une région particulière. Cette méthode utilise essentiellement les relevés météorologiques passés pour équilibrer certaines des erreurs inhérentes à un modèle PNT.
Malgré les progrès continus de la météorologie, ne vous attendez pas à des prévisions météorologiques impeccables de si tôt. Lorsque l'on considère les nombreuses variables d'un modèle de prévision numérique du temps, il est important de réaliser à quel point même un petit écart peut faire une différence. En 1961, un météorologue et théorie du chaos le fondateur Edward N. Lorenz a examiné de près les modèles radicalement différents qu'une différence d'un seul point décimal pourrait créer. Sur la base de ces découvertes, Lorenz a inventé le terme effet papillon. , dans lequel la question est posée :"Le battement d'ailes d'un papillon au Brésil déclenche-t-il une tornade au Texas ?"
Mais si la prévision météorologique est loin d’être parfaite, la météorologie a sauvé d’innombrables vies en permettant aux scientifiques de prédire où des conditions météorologiques destructrices frapperont et en avertissant les gens à l’avance. Vos prévisions sur cinq jours ne sont peut-être pas parfaites, mais notre compréhension de la gamme complexe de mouvements qui remplissent l'atmosphère dans laquelle nous vivons ne l'est pas non plus.
Explorez les liens sur la page suivante pour en savoir plus sur la météo.
Météorologues contre météorologuesQuelle est la différence entre un présentateur météo à la télévision et un météorologue ? Même si un météorologue est un scientifique titulaire d'un diplôme en météorologie ou en sciences de l'atmosphère, les présentateurs météo télévisés que vous voyez quotidiennement ne sont pas nécessairement des scientifiques. En fait, ni Willard Scott ni Al Roker ne sont météorologues, bien qu'ils se soient fait connaître devant une carte météo.
Sources
