Termes techniques

La TEMPÉRATURE

Dans l’air, il existe des particules d’eau aux propriétés physiques fort différentes ; si bien que lorsque 2 particules d’eau se rencontrent, il y a interaction (elles ne se mélangent pas) entraînant des échanges d’énergie très importants qui donnent naissance à la température. Ces transferts d’énergie peuvent avoir lieu grâce à la conduction : transfert de la chaleur d’un point à un autre sans que les propriétés physiques de la particule d’air soient modifiées .

La température se mesure, soit en degré Celsius (célèbre astronome et physicien Suédois 1701-1744 ) noté °C, soit en degré Kelvin ( alias William Thomson, physicien britannique 1824-1907 ) noté K tel que 1°C = 273,15 K, soit en degré Fahrenheit.

Pour mesurer la température, il existe plusieurs types de thermomètres :

– Le thermomètre de Galilée : bien que le thermomètre fut inventé par le hollandais Christian Huyguens (1629-1695 ), Galilée avait déjà imaginé en 1597 une méthode pour mesurer la température de l’air : elle consistait à insérer dans un tube une espèce chimique sensible aux variations de la température de l’air ; c’est ainsi qu’il devait injecter du mercure, ce qu’il n’a pu faire. Le mercure monte ou descend en fonction de la température .

– Le thermomètre crécelle : Vous en avez un exemple ici.Il faut tourner la crécelle pendant au moins deux minutes (attention au poignet sensible !) à l’abri des rayons solaires pour pouvoir définir la température de l’air sec. Instrument idéal pour les personnes qui vont en mer .

– Le thermomètre à maxima et à minima : fonctionne avec une réserve d’alcool indiquant la température minimale et une réserve de mercure qui donne la température maximale. Attention : il faut laisser le thermomètre longtemps à l’air libre ; il convient d’avoir ce type de thermomètre pour mesurer la température à l’intérieur d’une maison par exemple .

– Le thermomètre à bulles : fonctionne comme un thermomètre normal sauf qu’ici il y a des boules qui nagent dans un liquide ; chaque boule portant un numéro correspondant à la température en °C ; si une boule de numéro 10 arrive en haut du tube, il correspond à la température ambiante ( ici 10 °C ) .

– Le thermomètre isotopique : mesure la composition en deutérium ou en oxygène 18 d’une masse d’air humide : ainsi il est possible de déterminer la température de condensation d’une masse d’air ; les mesures principales se font essentiellement au niveau des pôles, là où les particules ont le plus de chances de se condenser. L’intérêt du thermomètre isotopique est de pouvoir archiver les données de la température qu’il a fait il y a quelques milliers d’années : nous pouvons alors connaître le temps qu’il a fait quasiment année par année !

Quelques records de température
En FRANCE Dans le MONDE
La plus basse La plus élevée La plus basse La plus élevée
– 41°c à Mouthe (Jura)
le 17 janvier 1985
44°c à Toulouse (Hte Garonne)
le 8 août 1923
– 88°c à Vostok (Antarctique)
le 21 juillet 1983
58°c à El Azzizia (Lybie)
le 13 septembre 1922

HUMIDEX ou indice de chaleur

L’ humidex – ou indice de chaleur – est calculé en fonction de la température et de l’humidité extérieures, le plus souvent exprimé en C° (même si c’est une valeur qui devrait, selon la formule, ne pas avoir d’unité) : il est utilisé pour donner une sensation d’inconfort due à une température et une humidité élevées. En effet, le corps évacue une grande partie de son excès de chaleur grâce au mécanisme de la transpiration. Hors, lorsque que le taux d’humidité dans l’air est élevé, la sueur reste sur notre peau et on se sent collant. C’est une sensation désagréable d’autant plus que nous ressentons encore plus la chaleur. En France, on emploie souvent le terme « il fait lourd ». L’humidex permet d’évaluer en partie les risques de coup de chaleur, d’insolation, également de déshydratation.

Degré de confort :
En dessous de 29 : Peu de gens sont incommodés.
De 30 à 34 : Sensation de malaise plus ou moins grande.
De 35 à 39 : Sensation de malaise assez grande. Prudence. Ralentir certaines activités en plein air.
De 40 à 45 : Sensation de malaise généralisée. Danger. Éviter les efforts.
De 46 à 53 : Danger extrême. Arrêt de travail dans de nombreux domaines.
Au-dessus de 54 : Coup de chaleur imminent (danger de mort).
Fiabilité :On peut considérer comme extrêmement élevée une valeur d’humidex supérieure à 40. Dans ce cas, il y aurait lieu de réduire toutes les activités non essentielles. Si la valeur oscille entre 35 et 39, il conviendrait alors de ralentir ou de modérer certaines activités de plein air, compte tenu de l’âge et de l’état de santé des individus, de leur forme physique, du type de vêtements qu’ils portent et d’autres conditions climatiques.

S’il est absolument nécessaire de travailler à l’extérieur, il faut alors boire beaucoup et se reposer fréquemment. Lorsque le temps est chaud et humide, les risques de coup de chaleur et d’insolation sont très grands.

Tout comme l’Indice de Refroidissement Eolien (Windchill), l’humidex doit son origine aux services météorologiques du Canada.

WINDCHILL ou Indice de refroidissement éolien

L’ indice de refroidissement éolien correspond à une température fictive ressentie par le corps. Cet indice, exprimé en °C (même si c’est une valeur qui devrait, selon la formule, ne pas avoir d’unité) est calculé en fonction de la température extérieure et la vitesse du vent. Le Windchill est utilisé  pour déterminer une sensation de froid, donc d’inconfort et est considéré comme un facteur essentiel pour prévoir les risques de gelures et d’hypothermie. En effet quand il fait froid la chaleur produite par nôtre corps créé une couche de molécules d’air chaude et isolante qui nous protège temporairement. Lorsque le vent souffle, cette chaleur en surface est immédiatement balayée et n’a donc plus aucun effet ; le corps continue à produire de la chaleur jusqu’à épuisement des ressources énergétiques. Dans les cas les plus critiques (vent fort, température froide), et si l’individu n’est pas suffisamment habillé, le risque de gelure des extrémités du corps et d’hypothermie est multiplié.

Quelques valeurs :
Windchill 0 a -9°C : le refroidissement augmente un peu l’inconfort. S’habiller chaudement.
Windchill -10 a -24°C : la peau nue exposée ressent le froid, risque d’hypothermie si l’exposition est de longue période et sans protection. Porter plusieurs couches de vêtements, un chapeau et des gants.
Windchill -25 a -44°C : risque de gel de la peau (gelure grave), surveiller tout engourdissement ou blanchiment de la figure, des doigts, des oreilles et du nez. Risque d’hypothermie si l’exposition est de longue période et sans protection. Porter plusieurs couches de vêtements, un chapeau et des gants. Couvrir les parties exposées, notamment le visage
Windchill -45 a -59°C extrême! : quelques minutes suffisent pour geler la peau exposée. – Surveiller fréquemment les extrémités contre tout engourdissement ou blanchissement (gelure grave). – Sérieux risque d’hypothermie si à l’extérieur pendant de longues périodes. Porter plusieurs couches de vêtements, un chapeau et des gants. Couvrir les parties exposées notamment le visage, rester actif et se préparer à réduire les activités à l’extérieur.
Windchill -60°C et plus : DANGER! Les conditions extérieures sont dangereuses, la peau peut geler en moins de deux minutes. Rester à l’intérieur.

Fiabilité :En hiver, lors de vagues de froid, le Windchill est la seconde valeur la plus comparée par les amateurs de météorologie après la température ambiante. Notons néanmoins que la formule de calcul du refroidissement éolien à changé depuis 2001 et que seules les stations météo récentes intègrent ce nouveau calcul. D’autre part, pour que la valeur soit la plus juste il faut que l’anémomètre (capteur de mesure de vitesse du vent) soit le plus proche possible du thermomètre, l’idéal étant d’avoir un second anémomètre puisque si on veut que la station soit dans les conditions officielles de mesure type Météo France, l’anémomètre doit être situé à une dizaine de mètres de hauteur et environ 1,50 mètre pour le thermomètre.

DEWPOINT ou Point de rosée

Le point de rosée ou température de rosée est une donnée météorologique calculée à partir de la pression et la température : c’est la température à laquelle, tout en gardant inchangées les conditions barométriques courantes, l’air devient saturé de vapeur d’eau. Elle peut aussi être définie comme la température à laquelle la pression de vapeur serait égale à la pression de vapeur saturante.

C’est le phénomène de condensation, qui survient lorsque le point de rosée est atteint, qui créé les nuages, la brume et la rosée en météorologie. La condensation atteint de la même manière les parois des bâtiments.

C’est la capacité hygrométrique qui détermine les phénomènes de saturation. Lorsque la température augmente, la capacité hygrométrique augmente, et ce inversement. Plus il fait froid, moins l’air est dense (l’air sera saturé d’humidité).

Cette donnée permet de déterminer l’hygrométrie relative.

Pour mes matheux, voici la formule de calcul (quant à moi, je laisse mon ordinateur l’effectuer tout seul) :

T_d=\sqrt[8]{\frac{H}{100}} \cdot[112 +(0,9 \cdot T)]+ (0,1 \cdot T)- 112

Td = point de rosée en °C  – T = température en °C  – H = Humidité relative en %

Température Humidity Wind ou Index THW

Combinaison des facteurs température, humidité, vent et rayonnement solaire.

Comme l’index de chaleur, le THW utilise la mesure de l’humidité et la température pour calculer la température apparente. En outre le THW incorpore dans le calcul les effets thermiques du rayonnement solaire direct, et les effets du refroidissement liés au vent.

HEAT Index ou Indice de chaleur

Combinaison des facteurs température et humidité de l’air.

L’indice de chaleur utilise la température et l’humidité relative pour déterminer comment l’air chaud est réellement ressenti.

Lorsque l’humidité est basse, la température apparente sera inférieure à la température de l’air, puisque la transpiration du corps humain s’évapore plus rapidement.Par contre, lorsque l’humidité est élevée (air saturé en vapeur d’eau) la température apparente est ressentie plus haute que la température réelle de l’air, parce que la transpiration du corps s’évapore plus lentement.

Equilibre Moisture Content (EMC) ou Contenu d’Humidité en Équilibre

L’EMC : c’est la quantité de vapeur d’eau qui se trouve dans une particule d’air . L’humidité est présente en permanence dans l’atmosphère et même au niveau du Sahara ! La raison est la suivante : les rayons du Soleil réchauffent la surface de la Terre et provoque l’évaporation de l’eau des Océans ou de certaines réserves d’eau dans le Sahara. A l’inverse, l’humidité peut être absorbée, c’est le processus d’hygroscopique. Il arrive à un moment donné qu’une particule d’air soit saturée en vapeur d’eau mais pas tout le temps ; l’humidité relative est donc la quantité d’eau présente dans une particule d’air sur la quantité d’eau que peut contenir la particule d’air .

La mesure de l’humidité relative reste très simple grâce à 2 instruments météorologiques aussi performants les uns que les autres .

– L’hygromètre : instrument classique qui marche sous l’action de l’air ( comme pour le baromètre ) ; plus l’air exerce une force, plus l’aiguille se dirigera vers les 100 % d’humidité relative .

– Le psychromètre : deux tubes permettent de mesurer l’humidité relative ; un tube mesure la température de l’air ambiante ; l’autre mesure la température du thermomètre mouillé ( Tw ) parce que la sonde est trempée dans de l’eau . Plus les 2 températures se rapprochent, plus l’humidité relative est élevée

  Air density ou Masse volumique de l’air

En physique générale, la masse volumique d’un corps matériel est, en un point donné de ce corps et à un instant donné, la masse d’un petit volume de ce corps entourant ce point, rapportée à la valeur de ce petit volume ; on peut donc la mesurer en kilogrammes par mètre cube (abr. : kg.m – 3 ). La masse volumique d’un fluide en un point est bien sûr la masse volumique d’une parcelle du fluide entourant ce point. La masse volumique de l’air, souvent notée ρ (il s’agit de la lettre grecque rhô), est considérée comme étant égale en moyenne à 1,292 kg.m3 pour ce qui est de l’air sec à la température de 0 °C et sous la pression atmosphérique normale. Il faut cependant remarquer que la masse volumique de l’ air humide est plus faible que celle de l’air sec et que, toutes choses égales d’ailleurs, elle diminue quand le rapport de mélange augmente, puisque la vapeur d’eau est plus légère que l’air sec ; de même, la masse volumique de l’air diminue quand croît la température à pression atmosphérique donnée ou quand décroît la pression à température donnée (en fait, ρ a tendance à décroître assez rapidement avec l’altitude : pour un air humide où elle vaut environ 1,2 kg.m3 au niveau moyen de la mer ; elle aura déjà atteint le seuil des 1 kg.m3 à 850 hPa vers 1 500 m d’altitude).
 

Gelée blanche, Givre et Verglas

Il faut différencier ces trois phénomènes, typiques de la « saison froide ».

La gelée blancheest un dépôt de glace sur les objets, généralement d’aspect cristallin, provenant de la transformation directe de la vapeur d’eau contenue dans l’air ambiant (il s’agit de la rosée quand il y a un dépôt de gouttes d’eau et non de glace).

Le givre est un dépôt de glace provenant généralement de la congélation immédiate de gouttelettes de brouillard ou de nuages en surfusion (c’est-à-dire dont la température est inférieure à 0 °C) dès qu’elles entrent en contact avec des objets dont la surface est à une température inférieure ou légèrement supérieure à 0 °C. Le brouillard givrant, par définition, produit du givre…

Le verglas est un dépôt de glace, compact et lisse, généralement transparent, provenant de la congélation instantanée de gouttes de pluie ou de bruine surfondues (c’est-à-dire dont la température est inférieure à 0 °C) dès qu’elles entrent en contact avec des objets dont la surface est à une température inférieure ou légèrement supérieure à 0 °C. Les pluies ou bruines verglaçantes, par définition, génèrent du verglas…

Page rédigée à l’aide de  www.meteolafleche.com