Soutenance mémoire
La sélection d’une année météorologique type pour une station donnée est cruciale à l’utilisation des modèles météorologiques pour la performance des prévisions. Elle conduit certains chercheurs à utiliser de longues séries de données d’observation ou de sélectionner une année particulière qui apparait comme typique par rapport à plusieurs années de séries de données. La ville d’Antananarivo étant la capitale de Madagascar, la station météorologique devrait y avoir tous les instruments de mesure des différents paramètres météorologiques, tels que le vent (vitesse et force), la température, les précipitations, le rayonnement, etc. L’observation doit être en bonne et due forme suivant les normes exigées par l’Organisation Météorologique Mondiale ou l’OMM. Dans l’optique d’améliorer nos connaissances sur l’année météorologique typique, cette étude a pour objectif : « Elaboration d’une année météorologique type : cas de la ville d’Antananarivo » Les paramètres utilisés sont la précipitation, les températures extrêmes et la pression sur une période de 10 ans.
Généralités de l’étude
La météorologie
Définition et généralités
La météorologie est une science qui a pour objet l’étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment ils se forment et évoluent en fonction des paramètres mesurés tels que la pression, la température et l’humidité. Le mot vient du grec antique où meteor désigne les particules en suspension dans l’atmosphère et logos veut dire discours ou connaissance. C’est une discipline qui traite principalement la mécanique des fluides et la thermodynamique. Elle fait usage à différentes autres branches tels que la physique, la chimie et les mathématiques. Purement descriptive à l’original, la météorologie est actuellement devenue un lieu d’application de plusieurs disciplines.
Pour ce faire elle doit s’appuyer sur un réseau cohérent d’observations. Le premier du genre concerne un territoire multinational étendu – apparaît en 1854, sous la direction du français Le Verrier. Il a établi un réseau européen de données atmosphériques. Le réseau fonctionne de manière opérationnelle dès 1856 La météorologie moderne permet d’établir des prévisions de l’évolution du temps en s’appuyant sur des modèles mathématiques à court, à moyen comme à long terme. La météorologie a des applications dans des domaines très divers comme les besoins militaires, la production d’énergie, les transports (aériens, maritimes et fluviaux, terrestres), l’agriculture, la médecine, la construction, la photographie aérienne ou le cinéma. Elle est également appliquée pour la prévision de la qualité de l’air.
Climatologie
La climatologie, une branche de la météorologie et de la géographie physique, est l’étude du climat. C’est la succession des conditions météorologiques sur de longues périodes dans le temps. L’étude du temps à court terme est le domaine de la météorologie. En règle générale, le climat ne varie pas, ou assez peu, sur une durée de l’échelle du siècle. Mais sur des temps géologiques, le climat peut changer considérablement. La climatologie est constituée d’une multitude de disciplines scientifiques. La connaissance de nombreux paramètres, comme la température à différents altitudes, l’influence des gaz à effets de serre, l’humidité relative, l’évaporation océanique, est nécessaire pour produire des modèles climatiques numériques et anticiper les changements du climat que l’on peut prévoir à plus ou moins long terme (30 ans).
Les différents paramètres météorologiques
Afin de mieux cerner les états physiques de l’atmosphère, les principaux paramètres utilisés et mesurés en météorologie sont :
La température
a) Définitions
La température est définie comme étant une quantité physique qui caractérise le mouvement aléatoire moyen des molécules dans un corps physique. La température est caractérisée par la conduction suivant laquelle deux corps en contact thermique soient à une température égale. Donc, la température représente l’état thermodynamique d’un corps, et sa valeur est déterminée par la direction du courant net de chaleur entre deux corps. Dans un tel système, le corps qui, en général perd la chaleur à l’autre, est dit à la plus haute température. Définir la quantité physique de température en relation avec le « statu d’un corps » est cependant difficile. Une solution a été trouvée en définissant une échelle de température internationalement approuvée basée sur la congélation universelle et le point triple de l’eau. L’échelle utilisée actuellement est l’ « International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) ou Echelle Internationale de Température de 1990, et sa température est indiquée par T90.En météorologie, cette échelle (-80°C à 60°C) est basée sur un rapport linéaire avec la résistance électrique du platine et le point triple de l’eau.
L’OMM définit la température de l’air comme étant « la température indiquée par un thermomètre exposé à l’air dans une place abritée de la radiation solaire directe ». Bien que ces définitions ne puissent pas être utilisées comme la définition de la quantité thermodynamique elle-même, elles sont convenables pour la plupart des applications.
b) Mesure de la température
En météorologie, la température est mesurée pour plusieurs moyens. La variable la plus commune mesurée est la température de l’air (à plusieurs niveaux). Les autres variables sont la température en surface du sol, la température en profondeur, la température de la surface de la mer et en profondeur. Pour mesurer la température d’un objet, un thermomètre peut être porté à la même température que l’objet (c’est-à-dire, en équilibre thermodynamique avec lui), et la température du thermomètre lui-même peut être mesurée. Ou bien, la température peut être déterminée par un radiomètre sans le besoin de l’équilibre thermique.
Toute propriété physique d’une substance qui est une fonction de la température peut être utilisée comme la base d’un thermomètre. Les propriétés les plus utilisées dans les thermomètres météorologiques sont l’expansion thermique et le changement de la résistance électrique avec la température. Les thermomètres radiométriques opèrent dans la partie infrarouge du spectre électromagnétique et sont utilisés, parmi d’autres applications, pour les mesures de la température par les satellites. Une technique spéciale pour déterminer la température de l’air utilise l’échantillonnage ultrasonique, développée pour déterminer des vitesses de l’air, elle fournit aussi les vitesses moyennes des molécules de l’air, comme une conséquence sa température. Les thermomètres qui indiquent la température dominante sont souvent connus comme thermomètres ordinaires, tandis que ceux qui indiquent la température extrême sont appelés les thermomètres à maxima ou à minima. On utilise aussi les thermographes pour avoir une mesure continue des températures. On peut citer le thermographe à bilame et le thermographe è tube de Bourdon. En météorologie, on utilise aussi les thermomètres au sol et en profondeur pour la mesure de la température de la surface du sol et en profondeur dans le sol.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES DE L’ETUDE
CHAPITRE 1: LA METEOROLOGIE
1.1) Définition et généralités
1.2) Climatologie
1.3) Les différents paramètres météorologiques
1.3.1) La température
1.3.2) La pression atmosphérique
1.3.3) L’humidité
1.3.4) Le vent
1.3.5) Les précipitations
1.3.6) Durée d’ensoleillement ou l’insolation
1.3.7) La visibilité
1.4) Phénomènes reliés aux conditions météorologiques
CHAPITRE 2: L’ANNEE METEOROLOGIQUE TYPE
2.1) Définitions
2.2) Historique
2.2.1) Aux Etats-Unis d’Amérique *5+
2.2.2) Au Royaume Uni
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE 3: PRESENTATION D’EXCEL
3.1) Introduction
3.2) Découverte de l’écran
3.3) Quelques définitions
3.4) Tableau croisé dynamique(TCD)
3.4.1) Généralités
3.4.2) Création d’un Tableau Dynamique croisé
3.4.3) Obtention d’un filtre de rapport pour un TCD
3.4.4) Les fonctions de synthèses
CHAPITRE 4: METHODES
4.1) Méthode utilisant les moyennes
4.2) Méthodes utilisant les différences
PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS
CHAPITRE 5: RESULTATS GENERAUX
5.1) Résultats représentants les données utilisées et celles découlant de chaque méthode
5.1.1) Résultats découlant de la méthode utilisant les moyennes
5.1.2) Résultats découlant de la méthode utilisant les différences
5.1.3) Résultats découlant de la méthode utilisant les écarts types
5.2) Résultat montrant les TMY élaborés et les normales pour les différents paramètres
5.3) Tableaux montrant les différentes valeurs critiques durant la période étudiée et pour les TMY
5.4) Pourcentage des valeurs obtenues pour l’établissement du TMY
5.4.1) Pourcentages pour l’établissement de la méthode utilisant les différences
5.4.2) Valeurs pour l’obtention du TMY découlant de la méthode utilisant les écarts types
CHAPITRE 6: INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS
6.1) La méthode utilisant les moyennes
6.2) La méthode utilisant les différences
6.3) La méthode utilisant les écarts type
6.4) Combinaison des trois méthodes
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES
