La pression atmosphérique


La pression atmosphérique sur une surface donnée est la force que l'atmosphère sus-jacente exerce en raison de son poids par unité de surface. Elle est donc égale au poids de la colonne d'air verticale qui s'étend de la surface en question à la limite supérieure de l'atmosphère (troposphère).


 L'unité fondamentale de mesure de la pression atmosphérique est le Pa qui correspond à 1 N/m² (Newton par m²). Il existe d'autres unités plus ou moins utilisées (comme le mm ou le pouce de mercure ainsi que le millibar).

 

Dans le domaine de la Météorologie, il est préférable d'exprimer la mesure en hPa (1 hectopascal = 100 Pa).


 L'OMM recommande, pour les stations au voisinage du niveau de la mer, une gamme de mesure allant de 920 à 1080 hPa. L'exactitude et la résolution requise est de 0.1 hPa. Les pressions les plus basses sont généralement mesurées au centre des cyclones tropicaux où celles-ci peuvent s'abaisser sous la barre des 900 hPa* pour les phénomènes les plus violents. Les pressions maximales sont observées au sein des anticyclones continentaux (ex : de Sibérie Orientale). Il peuvent engendrer des pressions voisines de 1075 hPa*.


Il existe diverses méthodes de mesure et d'observation. On utilise en général, les baromètres à mercure, les baromètres électroniques, les baromètres anéroïdes et les hypsomètres. Ces instruments doivent être placés dans des conditions qui n'entraînent pas d'erreur dans les mesures (chocs, vent, rayonnement, température, brusque variation de pression...). La température au voisinage de l'appareil a parfois besoin d'être connue pour effectuer une réduction de la mesure à une température de référence (souvent 0°C/ cas des baromètres à mercure). Certains appareils bénéficient d'une compensation mécanique ou électronique en température (baromètre anéroïde et électronique).


 Dans le cas des baromètres à mercure, les échelles doivent être graduées de manière à donner directement des lectures exactes en unités standard, lorsque l'instrument tout entier est soumis à 0°C et à l'accélération normale de la pesanteur (9.806 65 m/s²).


 Principes de fonctionnement des baromètres :


baromètre à mercure : la pression atmosphérique fait équilibre au poids d'une colonne de mercure. Il existe un protocole de réduction de la pression à 0°C, à g0** et au niveau de la mer.


- baromètre électronique : basé sur la résonance naturelle d'une pièce en alliage de nickel ou sur la modification de l'équilibre d'un pont de Wheatstone associé à un cristal de quartz sur lequel, par l'intermédiaire d'une capsule souple, s'exerce la pression atmosphérique.


- baromètre anéroïde : basé sur la déformation d'une capsule métallique fermée à l'intérieur de laquelle on a fait le vide et emprisonnée un robuste ressort métallique.


- hypsomètre : dépend de la relation entre le point d'ébullition d'un liquide et la pression atmosphérique


Interprétation des mesures de pression :


Dans la plupart des cas de figures où les centres d'actions sont bien définis, les variations de pression peuvent renseigner sur l'évolution des conditions météorologiques à court et moyen terme. Une variation rapide des pressions (à la hausse ou à la baisse) indique presque toujours que des vents forts vont se produire. Sous nos latitudes et dans des cas exceptionnels, la pression peut chuter de plus de 30 hPa en 12h comme ce fut le cas en France en décembre 1999 lors du passage de l'ouragan "LOTHAR" (~ -30 hPa en 12h à la station de Rouen - Boos durant la nuit du 25 au 26 décembre 1999). Des chutes de pression de cet ordre sont plus fréquentes en mer entre Ecosse et Islande notamment de l'automne à l'hiver où les dépressions peuvent s'avérer extrêmement creuses (< 930 hPa). Dernier phénomène extraordinaire en date, la chute de pression qui a accompagné le renforcement du cyclone Wilma en 2005 dans le golfe du Mexique. En 24h, la pression a chuté de 100hPa au centre de ce système, du jamais vu auparavant!.


Une hausse des pressions atmosphériques n'est pas toujours associée au retour du beau temps. Les perturbations pluvieuses sont parfois très détachés du centre de leur dépression associée. Elles peuvent venir se coucher sur les flancs d'une cellule anticyclonique et être actives avec des pressions supérieures à 1020 hPa.


En été, la présence d'un marais barométrique (faible gradient de pression sur une surface importante) associé à de l'air chaud en basse couche peut se traduire par la formation de foyers orageux jusqu'à des pressions pouvant atteindre 1025 hPa.


Une hausse brutale de 1 à 3 hPa sur quelques minutes peut être due au passage d'une ligne de grains (front froid secondaire).


Une hausse lente et durable annonce presque toujours une amélioration des conditions météorologiques. Une baisse lente et durable indique le rapprochement lent d'une dépression où l'affaiblissement progressif d'une cellule anticyclonique.


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* : pressions réduites au niveau de la mer.
** : accélération normale de la pesanteur 9.806 65 m/s². On peut utiliser le système géodésique de référence 1980 pour déterminer la valeur théorique de l'accélération de la pesanteur d'une station située au niveau de la mer et à une latitude géographique donnée.

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