Météorologie aéronautique - Définition

Introduction

La météorologie aéronautique est la branche de la météorologie s'occupant de tous les phénomènes concernant ou menaçant directement les pratiques aéronautiques. Une connaissance précise de l'atmosphère est en effet essentielle pour pratiquer l'aviation et l'aérostation. C'est dans l'atmosphère que se déplacent les aéronefs : ils y rencontrent une majorité de phénomènes gênants voire dangereux.

Phénomènes généraux et particuliers

Nuages

La condensation de vapeur d'eau forme des nuages que l'on classe en 10 genres. À basse altitude, on trouve des stratus, stratocumulus, cumulus. À moyenne altitude, on trouve des nimbostratus, altostratus et altocumulus. À haute altitude, on trouve des cirrus, cirrostratus et cirrocumulus. Et dans toutes les tranches d'altitude les cumulonimbus (c'est un nuage à grand développement vertical). Les nuages stratiformes sont signes d'un air stable et les nuages cumuliformes d'un air instable.

Au niveau du sol, la baisse de la visibilité en dessous de 5 km est appelée brume. Lorsque la visibilité est inférieure ou égale à 1 km, on parle de brouillard.

Théorie du front polaire

Selon une théorie aujourd'hui dépassée mais pédagogiquement très accessible, la limite entre l'air froid du pôle et l'air chaud des zones équatoriales est appelée front polaire. Les mouvements d'air chaud vers le pôle et d'air froid vers l'équateur créent ce que l'on appelle des perturbations. Un secteur d'air chaud entre 2 masses d'air froid définit, vers l'avant, un front chaud et, vers l'arrière, un front froid. Le déplacement de ces 2 surfaces frontales entraîne tout un système nuageux.

Atmosphère

Nature de l'atmosphère

L'atmosphère est l'enveloppe gazeuse de la Terre et qu'on appelle air. Outre les différents gaz (diazote, dioxygène, argon, vapeur d'eau, etc.), elle contient également des gouttelettes liquides (comme l'eau des nuages et du brouillard) et des particules solides en suspension (poussières, rejets industriels, cendres volcaniques).

Pression

Dans l'hypothèse hydrostatique, en un point donné de l'atmosphère, la pression atmosphérique correspond au poids de la colonne d'air sur une unité de surface. Ne disposant historiquement d'aucun autre moyen de mesurer l'altitude d'un aéronef, c'est un modèle hydrostatique normalisé d'atmosphère, l'atmosphère OACI qui a servi de référence d'altitude et à étalonner les altimètres. L'unité de mesure est le pascal, ou son multiple, l'hectopascal (abrégé en hPa). La pression moyenne au niveau de la mer est de 1013,25 hPa. À mesure que l'on s'élève, le poids de la colonne d'air diminuant, la pression diminue d'un facteur 10 tous les 15 km. À 5500 m par exemple, elle est de 500 hPa. Cette propriété est utilisée pour mesurer l'altitude d'un avion par une simple conversion pression-altitude dans un instrument appelé altimètre.

Néanmoins, la pression au niveau du sol n'est pas constante. Elle varie, quelquefois très rapidement, pour une même variation en altitude. Pour mesurer une hauteur par rapport au sol ou une altitude, il faut recaler la référence altimétrique avec la pression effective au niveau du sol (que les pilotes appellent le QFE) ou ramenée au niveau de la mer (que les pilotes appellent le QNH). Ces valeurs sont indiquées aux pilotes par des stations au sol. Notez bien que les valeurs indiquées par l'altimètre ne sont pas des distances géométriques réelles car cet instrument est étalonné à partir d'une atmosphère moyenne ( atmosphère standard type OACI) et ne prend donc pas en compte les conditions de l'atmosphère réelle.

Température

La température de l'air joue également un rôle important en aéronautique puisqu'elle influe à la fois sur la densité de l'air et sur sa composition (en dessous de 0°C par exemple, les particules d'eau ont tendance à geler au contact d'une surface solide comme la structure d'un avion). En règle générale, elle diminue avec l'altitude, d'environ 2°C tous les 300 m.

Phénomènes synoptiques

Les différences de pression d'une zone géographique à l'autre vont inciter l'air à se déplacer (des zones de haute pression vers les zones de basse pression). Sous l'effet de la rotation de la Terre (force de Coriolis), le vent va prendre une direction telle qu'en fait il va s'enrouler autour des zones de hautes pressions et de basses pressions, suivant les lignes d'égales pressions ou isobares. En raison de la friction du vent sur le sol, dans les basses couches de l'atmosphère, le vent est plus faible qu'en altitude et dévié d'environ 30° (vers la gauche dans l'hémisphère nord). Cette friction crée en outre des turbulences.