MÉTÉOROLOGIE

PRESSION ATMOSPHÉRE



- Influence de la pression et de la température

- Variation de la pression atmosphérique

- Représentation du champ de pression

Introduction

En un lieu et un moment déterminés, la pression atmosphérique, la température de l'air, l'humidité de l'air et le vent vont permettre de caractériser l'état atmosphérique.
La pression ne varie pas seulement en fonction de l’altitude mais aussi selon le lieu, la nature du sol et divers autres paramètres. La température n’est pas uniforme au niveau de la mer et de ce fait la pression ne l’est pas non plus. On trace alors des cartes sur lesquelles figurent des courbes joignant les points de même pression au niveau de la mer : des isobares

La pression atmosphérique

La pression atmosphérique est la pression qu'exerce le mélange gazeux constituant l'atmosphère considérée (l'air) sur une surface quelconque au contact avec cette atmosphère. L'air atmosphérique étant pesant (environ 1,3g/l au niveau de la mer), il exerce une pression d'environ 1 kg/cm 2   à la surface de la terre.
Pression atmosphérique = h . ρ(Hg) . g

Pressioncolonne de mercure

Cette pression atmosphérique n'a de sens que si elle est donnée à une certaine altitude, puisqu'elle diminue de manière évidente si l'on réduit la longueur de la colonne d'air, c'est à dire si on s'éléve en altitude. La pression atmosphérique est un paramètre qui s'avère très fluctuant dans le temps aux latitudes moyennes.
La variation verticale de la pression atmosphérique n'est pas linéaire.
Elle est égale à (Loi de Laplace) :
Z (P1) - (P2) = 67,445 . Tm . log10 P2 / P1
Tm étant la température moyenne de la tranche P1 - P2.
Donc pour deux niveaux de pressions fixés P1 et P2 leur différence d'altitude sera proportionnelle à la température moyenne de la tranche P1 - P2.
L'unité de pression utilisée en météorologie est l'hectopascal hPa. Autrefois, on employait le millibar mb ou encore le millimètre de mercure mmHg. Certains altimètres sont encore en mb ou en mmHg (anglais et américains).
Conversion : 1 mb = 1hPa et 1hPa = 0,75mmHg = 29,92InHg

Atmosphére standard

L'atmosphère standard dite ISA (International Standard Atmosphere) est un modèle atmosphérique décrivant les variations de pression, de température, de densité et de viscosité pour un large éventail d'altitudes. Il se compose d'une table de valeurs à différentes altitudes et de quelques formules qui ont permis le calcul de ces valeurs.
L'Organisation de l'aviation civile internationale OACI définit l'« atmosphère type OACI ». C'est le même modèle que l'ISA, mais il couvre les altitudes jusqu'à 80 km. De plus, l'atmosphère type OACI ne prend pas en compte la vapeur d'eau.

Atmosphére en aéronautique

L'atmosphère OACI sert à l'étalonnage de tous les altimètres des avions volant dans le monde.
La pression atmosphérique standard au niveau de la mer est égale à :
- Pression = 1013.25 hPa = 760 mmHg
- Température= 15°C
- Humidité= 0%
- Densité : ρ = 1,225 kg / m³ = 1,225 g / ℓ
La pression atmosphérique standard en altitude :
- Pression moyenne à 1 500 m d'altitude : 850 hPa
- Pression moyenne à 3 000 m d'altitude : 700 hPa
- Pression moyenne à 5 500 m d'altitude : 500 hPa.
- Pression moyenne à 10 000 m d'altitude : 265 hPa.
- Pression moyenne à 20 000 m d'altitude : 55 hPa.

Courbe des pressions en fonction de l'altitude dans une atmosphère normalisée selon OACI

PressionvAtmosphérique

Atmosphére réelle

Pour une même altitude indiquée, au calage standard, l'altitude vraie de l'avion sera d'autant plus faible que:
- la valeur du QNH local sera faible
- la température de l'atmosphère rencontrée sera froide comparativement à la température de l'atmosphère standard.
Pour calculer une différence d'altitude vraie (∆ Zv), à partir d'une différence d'altitude indiquée par un altimètre gradué en standard (∆ Zi), il faut tenir compte de l'écart entre l'atmosphère réelle et l'atmosphère standard et appliquer une correction de température.
L'expression générale de cette correction est :

Pression Diff Kelvin
avec Ts et Tstd en degrés Kelvin
L'expression simplifiée de cette correction est :

Pression diff Celsius
avec ∆ Zv et ∆Zi en pieds, Ts et Tstd en degrés celsius.

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Influence de la pression et de la température

L’altimètre est conçu selon les principes de l’atmosphère standard. Donc lorsqu'un avion vole à une altitude constante indiquée par un altimètre réglé par exemple à 1013,2hPa (niveau de vol), il suit la surface isobarique 1013,2hPA. Si l'altitude réelle de cette surface diminue, l'altitude vraie de l'avion diminue également (cas d'un avion volant d’une zone anticyclonique (Haute Pression) vers une zone dépressionnaire (Basse Pression).
- Vers une dépression : si Zi est constant, alors Zv diminue
- Vers de basses températures : si Zi est constant, alors Zv diminue

Pression Zv avion

        D'ou la régle des 4 D
         Dépression = Dérive Droite = Danger

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Variation de la pression atmosphérique

Variations quotidiennes.
La variation quotidienne tend à augmenter le matin et pendant la nuit. Elle baisse l'après-midi par suite du réchauffement diurne, surtout en été. Ces variations journalières change selon la latitude : elle est négligeable aux pôles, environ 1 hPa aux latitudes moyennes, mais elle peut dépasser 4hPa dans les régions équatoriales et ceci indépendamment de l'évolution du temps. En montagne dans les régions tempérées, on observe le phénomène inverse : la tendance est à l'augmentation dans l'après-midi lorsque l'air affluant provoque une suppression.

Pression amplitudet

Variations saisonnières.
On observe une tendance à l'élévation de la pression d'août à septembre, et à la diminution de la pression par la suite, surtout en avril. En montagne, on observe les plus hautes pressions en été et les plus basses en hiver. Source :http://www.alertes-meteo.com
Variations accidentelles.
Il existe des zones où la pression présente un minimum relatif (les dépressions) et d'autres où la pression présente un maximum relatif (les anticyclones). Cette variation est de quelques dizianes de hPa, pour les orages de quelques hPa et pour les cyclones quelques dizianes de hPa.
Ci-dessous variation de la pression atmosphérique au passage d'une perturbation. La lecture se fait de la droite vers la gauche.

Pression front
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Représentation du champ de pression à la surface

Les cartes (ci-dessous) présentent la pression atmosphérique à la surface. Ces valeurs qui sont inscrites le long des lignes d'égale pression (lignes isobares) sont des valeurs de la pression atmosphérique relevée et ramenée au niveau de la mer par les stations météo de différents pays.
La différence de pression entre deux points de la carte, ou gradient horizontal de pression, permet de déterminer l'intensité du vent, plus les isobares sont serrées, plus le vent est fort.

Les zones dépressionnaires.
Zones de basses pressions. Elles sont marquées en rouge ou en noir :
- D en français - - L (low) en anglais - - T (Tief) en allemand
Les zones anticycloniques.
Zones de hautes pressions. Elles sont marquées en bleu ou en noir :
- A en français - - H (hight) en anglais - - H (Hoch) en allemand.
Dans la plupart des cas les lignes sont tracées tous les 5 hPa
La carte ci-dessous proviennent du site Aéroweb de Météo-France

Pression Champ couleur

Mais on retrouve parfois de écarts de 4hPa sur les cartes anglo-saxonnes.
Ci-dessous extrait d'une carte isobarique provenant du site www.meteonet.org

Pression Champ noir

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