Les systèmes à haute pression se produisent lorsque la pression atmosphérique à la surface de la Terre est supérieure à son environnement environnant. Cette pression a tendance à se déplacer verticalement vers le bas, ce qui permet l’air sec et le ciel clair.
Les températures extrêmement froides sont le résultat de systèmes à haute pression qui se développent au-dessus de l’Arctique et se déplacent au-dessus de l’hémisphère Nord. L’air arctique est très froid car il se développe sur la glace et le sol enneigé., Cet air froid est si dense qu’il pousse contre la surface de la Terre avec une pression extrême, empêchant toute humidité ou chaleur de rester dans le système.
Les météorologues ont identifié de nombreuses zones semi-permanentes de haute pression. Le haut des Açores, par exemple, est une région relativement stable de haute pression autour des Açores, un archipel au milieu de l’océan Atlantique. Le haut des Açores est responsable des températures arides du bassin méditerranéen, ainsi que des vagues de chaleur estivales en Europe occidentale.,
Météorologie à l’échelle mondiale
Les phénomènes à l’échelle mondiale sont des modèles météorologiques liés au transport de la chaleur, du vent et de l’humidité des tropiques aux pôles. Un modèle important est la circulation atmosphérique globale, le mouvement à grande échelle de l’air qui aide à distribuer l’énergie thermique (chaleur) à travers la surface de la Terre.
La circulation atmosphérique globale est le mouvement assez constant des vents à travers le globe. Les vents se développent lorsque les masses d’air se déplacent des zones de haute pression vers les zones de basse pression. La circulation atmosphérique mondiale est en grande partie entraînée par les cellules de Hadley., Les cellules de Hadley sont des modèles de convection tropicale et équatoriale. La convection entraîne l’air chaud haut dans l’atmosphère, tandis que l’air frais et dense pousse plus bas dans une boucle constante. Chaque boucle est une cellule Hadley.
Les cellules de Hadley déterminent le flux des alizés, que les météorologues prévoient. Les entreprises, en particulier celles qui exportent des produits à travers les océans, accordent une attention particulière à la force des alizés car ils aident les navires à voyager plus rapidement. D’ouest sont les vents qui soufflent de l’ouest dans les moyennes latitudes., Plus près de l’Équateur, les alizés soufflent du nord-est (au nord de l’Équateur) et le sud-est (au sud de l’Équateur).
Les météorologues étudient les modèles climatiques à long terme qui perturbent la circulation atmosphérique mondiale. Les météorologues ont découvert le modèle d’El Nino, par exemple. El Niño implique des courants océaniques et des alizés à travers l’océan Pacifique. El Niño se produit à peu près tous les cinq ans, perturbant la circulation atmosphérique mondiale et affectant les conditions météorologiques et les économies locales de l’Australie au Pérou.,
El Niño est lié aux changements de pression atmosphérique dans l’océan Pacifique connus sous le nom d’Oscillation Australe. La pression atmosphérique chute sur le Pacifique est, près de la côte des Amériques, tandis que la pression atmosphérique augmente sur le Pacifique ouest, près des côtes de l’Australie et de l’Indonésie. Alizés s’affaiblissent. Les pays du Pacifique oriental connaissent des précipitations extrêmes. Les courants océaniques chauds réduisent les stocks de poissons, qui dépendent de la remontée d’eau froide riche en nutriments pour prospérer. Les pays du Pacifique occidental connaissent la sécheresse, dévastant la production agricole.,
Comprendre les processus météorologiques d’El Niño aide les agriculteurs, les pêcheurs et les résidents côtiers à se préparer au modèle climatique.
Histoire de la météorologie
Le développement de la météorologie est profondément lié aux développements des sciences, des mathématiques et de la technologie. Le philosophe grec Aristote a écrit la première étude majeure de l’atmosphère autour de 340 AEC. Beaucoup des idées d’Aristote étaient incorrectes, cependant, parce qu’il ne croyait pas qu’il était nécessaire de faire des observations scientifiques.,
Une croyance croissante dans la méthode scientifique a profondément changé l’étude de la météorologie aux 17ème et 18ème siècles. Evangelista Torricelli, un physicien italien, a observé que les changements de pression atmosphérique étaient liés aux changements météorologiques. En 1643, Torricelli a inventé le baromètre pour mesurer avec précision la pression de l’air. Le baromètre reste un instrument clé dans la compréhension et la prévision des systèmes météorologiques. En 1714, Daniel Fahrenheit, un physicien allemand, a développé le thermomètre à mercure. Ces instruments ont permis de mesurer avec précision deux variables atmosphériques importantes.,
Il n’y avait aucun moyen de transférer rapidement les données météorologiques jusqu’à l’invention du télégraphe par l’inventeur américain Samuel Morse au milieu des années 1800. Grâce à cette nouvelle technologie, les bureaux météorologiques ont pu partager des informations et produire les premières cartes météorologiques modernes. Ces cartes combinaient et affichaient des ensembles d’informations plus complexes tels que les isobares (lignes de pression atmosphérique égale) et les isothermes (lignes de température égale). Avec ces cartes météorologiques à grande échelle, les météorologues pourraient examiner une image géographique plus large du temps et faire des prévisions plus précises.,
Dans les années 1920, un groupe de météorologues norvégiens a développé les concepts de masses d’air et de fronts qui sont les éléments constitutifs de la prévision météorologique moderne. En utilisant les lois fondamentales de la physique, ces météorologues ont découvert que d’énormes masses d’air froid et chaud se déplacent et se rencontrent selon des schémas qui sont à l’origine de nombreux systèmes météorologiques.
Les opérations militaires pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale ont apporté de grands progrès à la météorologie. Le succès de ces opérations dépendait fortement des conditions météorologiques dans de vastes régions du globe., Les militaires ont investi massivement dans la formation, la recherche et les nouvelles technologies pour améliorer leur compréhension de la météo. La plus importante de ces nouvelles technologies était le radar, qui a été développé pour détecter la présence, la direction et la vitesse des avions et des navires. Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, le radar a été utilisé et amélioré pour détecter la présence, la direction et la vitesse des précipitations et des vents.
Les développements technologiques des années 1950 et 1960 ont rendu plus facile et plus rapide pour les météorologues d’observer et de prédire les systèmes météorologiques à grande échelle., Au cours des années 1950, les ordinateurs ont créé les premiers modèles des conditions atmosphériques en exécutant des centaines de points de données à travers des équations complexes. Ces modèles ont pu prédire le temps à grande échelle, comme la série de systèmes à haute et basse pression qui entourent notre planète.
TIROS I, le premier satellite météorologique, a fourni les premières prévisions météorologiques précises depuis l’espace en 1962. Le succès de TIROS I a incité la création de satellites plus sophistiqués. Leur capacité à collecter et à transmettre des données avec une précision et une rapidité extrêmes les a rendues indispensables aux météorologues., Avancée des satellites et les ordinateurs qui traitent leurs données sont les principaux outils utilisés en météorologie aujourd’hui.
Météorologie aujourd’hui
Les météorologues d’aujourd’hui ont une variété d’outils qui les aident à examiner, décrire, modéliser et prédire les systèmes météorologiques. Ces technologies sont appliquées à différentes échelles météorologiques, ce qui améliore la précision et l’efficacité des prévisions.
Le radar est une technologie de télédétection importante utilisée dans la prévision. Une antenne parabolique radar est un capteur actif en ce sens qu’il envoie des ondes radio qui rebondissent sur les particules dans l’atmosphère et retournent à la antenne parabolique., Un ordinateur traite ces impulsions et détermine la dimension horizontale des nuages et des précipitations, ainsi que la vitesse et la direction dans lesquelles ces nuages se déplacent.
Une nouvelle technologie, connue sous le nom de radar à double polarisation, transmet des impulsions d’ondes radio horizontales et verticales. Avec cette impulsion supplémentaire, le radar à double polarisation est mieux en mesure d’estimer les précipitations. Il est également mieux en mesure de différencier les types de précipitations—pluie, neige, grésil ou grêle. Le radar à double polarisation améliorera considérablement les prévisions de crues éclair et de temps hivernal.,
La recherche sur les tornades est un autre élément important de la météorologie. À partir de 2009, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et la National Science Foundation ont mené le plus grand projet de recherche sur les tornades de l’histoire, connu sous le nom de VORTEX2. L’équipe VORTEX2, composée d’environ 200 personnes et de plus de 80 instruments météorologiques, a parcouru plus de 16 000 kilomètres (10 000 miles) à travers les Grandes Plaines des États-Unis pour collecter des données sur comment, quand et pourquoi les tornades se forment. L’équipe a fait l’histoire en collectant des données extrêmement détaillées avant, pendant et après une tornade spécifique., Cette tornade est la plus intensément examinée de l’histoire et fournira des informations clés sur la dynamique des tornades.
Les satellites sont extrêmement importants pour notre compréhension des phénomènes météorologiques à l’échelle mondiale. La National Aeronautics and Space Administration (NASA) et la NOAA exploitent trois Satellites environnementaux opérationnels Géostationnaires (GOES) qui fournissent des observations météorologiques pour plus de 50% de la surface de la Terre.
GOES-15, lancé en 2010, comprend un imageur solaire à rayons X qui surveille les rayons X du soleil pour la détection précoce des phénomènes solaires, tels que les éruptions solaires., Les éruptions solaires peuvent affecter les communications par satellite militaires et commerciales dans le monde entier. Un imageur très précis produit des images visibles et infrarouges de la surface de la Terre, des océans, de la couverture nuageuse et des développements de tempêtes violentes. L’imagerie infrarouge détecte le mouvement et le transfert de chaleur, améliorant ainsi notre compréhension du bilan énergétique mondial et des processus tels que le réchauffement climatique, la convection et les intempéries.