Visibilité
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Introduction

Brouillard matinal sur le Golden Gate Bridge, San Francisco.

En météorologie, la visibilité est la distance à laquelle il est possible de distinguer clairement un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...), quelle que soit l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en...). On peut mesurer la visibilité (En météorologie, la visibilité est la distance à laquelle il est possible de distinguer clairement un objet, quelle que soit l'heure. On peut...) horizontale et verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.), souvent différentes l'une de l'autre. Par exemple, la visibilité horizontale peut être très mauvaise dans un banc de brouillard (Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas de fines gouttelettes ou de fins cristaux de glace, accompagné de fines particules hygroscopiques...) mais relativement bonne à la verticale si celui-ci est mince.

La visibilité météorologique se rapporte à la transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la lumière : ainsi, le verre est transparent dans le...) de l'air : la visibilité est donc indépendante de la présence de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...). Dans le domaine de l'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un aéronef dans un but particulier. Ces diverses activités peuvent être...), plusieurs sous-classes comme la « portée visuelle de piste » (PVP) ont été définies. En air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il...) extrêmement propre, en Arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique inclut une partie du Canada, du Groenland...) ou dans les montagnes, la visibilité peut atteindre 70 à 100 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.). Cependant, la visibilité est souvent légèrement réduite à cause de la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) atmosphérique et de la forte humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).).

Conditions météorologiques réduisant la visibilité

La visibilité est importante pour toutes les formes de circulation : routes, navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) et aviation. C'est pour cela que les véhicules et certains éléments du sol (pistes d'atterissage, virages, etc.) sont balisés par des lampes ou des surfaces réfléchissantes, tels des catadioptres. L’Organisation météorologique mondiale considère que la visibilité maximale est la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou...) du trajet que doit effectuer dans l’atmosphère un faisceau de rayons lumineux parallèles, émanant d’une lampe à incandescence, à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) de 2 700 K, pour que l’intensité du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) lumineux soit réduite à 0,05 fois sa valeur originale; il s'agit de la portée optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) météorologique. Les éléments qui peuvent réduire la visibilité sont :

  • l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des...) dans l'air (brume, brouillard, nuages) ;
  • les aérosols en suspension qui forment la brume sèche ;
  • les précipitations liquides (pluie) ou solides (neige) ;
  • les fumées, en particulier lors des feux de forêt ;
  • les tempêtes de sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation d'autres roches dont la dimension est comprise entre...) dans les déserts ;
  • le blizzard ;
  • la poudrerie (chasse-neige élevée) et les bourrasques de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons...).

Qualificatifs

A titre d'exemple, les bulletins français de météo marine utilisent l'échelle suivante.

Qualification Distance (en milles marins)
Bonne supérieure à 5 milles marins
Médiocre entre 2 et 5 milles marins
Mauvaise entre 0,5 et 2 milles marins
Brouillard inférieure à 0,5

Mesure

Diffusomètre

Pour mesurer la visibilité horizontale, les météorologistes utilisent des repères visuels qui se trouvent à une distance connue du point (Graphie) d’observation (un château (Un château est à l'origine une construction médiévale destinée à protéger le seigneur et à symboliser son autorité au...) d’eau, un bâtiment, une colline, etc.). Si l’on peut apercevoir nettement les contours d’un des repères sur fond de ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.), la visibilité est au moins égale à la distance qui sépare le repère du point d’observation. Il existe également des appareils de mesure de la visibilité.

Le transmissiomètre émet un faisceau lumineux étroit en direction d’un récepteur dont on mesure l’affaiblissement au cours du trajet. En déterminant le coefficient (En mathématiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui dépend d'un certain objet, comme une variable (par exemple, les coefficients d'un polynôme), un...) d’atténuation de l’atmosphère, l'appareil peut donner la visibilité horizontale dans l'espace entre l'émetteur et le récepteur. Cette mesure n'est valide que pour l'espace entre l'émetteur et le récepteur à un moment donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.) mais si on la prend sur une certaine période de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), sa moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...) peut être étendue à la région d'intérêt.

Le diffusomètre optique est un appareil qui consiste en un émetteur lumineux, un laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient...) en général, et d'un récepteur. Les deux sont placés à un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) d'autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de 35° de l'horizontale, pointant vers une direction commune. Le coefficient d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines :) de l'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte...) émise est mesuré à partir de la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un...) latérale sur des particules dans l'air, telles la brume, qui se trouve entre l'émetteur et le récepteur. Le principal défaut de la mesure par cet instrument est qu'elle est faite dans un petit volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) d'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), pas toujours représentatif de la visibilité générale.

Le célomètre est un laser qui émet à la verticale et dont le récepteur perçoit les retours de lumière venant des obstructions. En général, on l'utilise pour connaître la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de la base des nuages mais des obstructions partielles comme la brume vont retourner un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour...) diffus qui peut être interprété comme la visibilité verticale.

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