L'abri météo.
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Voir ici pour le plan d'un abri normalisé. 153 ko.
Pour comprendre les lignes suivantes, il faut admettre qu'un objet peut voir sa température varier de deux manières.
Par conduction : l'objet en question doit alors obligatoirement être en contact avec un autre corps, de préférence très déformable : par exemple de l'air. Suspendons par une corde un objet chaud (25 kg à 100°) au plafond d'une cave à température uniforme (10°) ; on constate sans difficulté que l'objet se refroidi au cours du temps, tandis que l'air de la cave s'échauffe... on peut donc affirmer que l'air a "pris de la température à l'objet" et ce par simple immersion.
Par rayonnement : pour qu'un objet voit sa température évoluer par rayonnement, il n'est pas nécessaire que celui ci soit en contact avec un autre corps. De par cette remarque, il n'est pas aisé de réaliser une expérience terrestre mettant en évidence ce phénomène de rayonnement ; en effet, nous baignons continuellement dans l'air. Sortons (par la pensée) de l'enveloppe atmosphérique : on sait qu'au dessus de 100 à 150 km d'altitude, il n'y a pratiquement plus de gaz ; on peut donc dire en particulier et en schématisant quelque peu qu'il n'y a que du vide entre Terre et Soleil. Or il est incontestable que Soleil modifie la température de l'ensemble Terre + atmosphère ; comme il n'y a pas de matière entre Soleil et notre atmosphère, la température de l'atmosphère varie autrement que par conduction. Les physiciens ont montré que tout corps dont la température est au dessus du fameux "zéro absolu" rayonne. Ainsi la Terre, dont sa température de peau est d'environ 15° en moyenne, rayonne perpétuellement de jour comme de nuit.
Il est assez courant de faire intervenir un troisième mode de transport de chaleur : la convection. En fait, la convection n'est autre que de la conduction associée à un "fort" mouvement de matière immergente (l'air par exemple) à la peau de l'objet. Ce courant d'air peut être imposé (par un ventilateur ou le vent), on parlera alors de convection forcée. Si on n'impose pas de vent à proximité de l'objet, il s'en crée "naturellement" un : si l'objet est plus froid que le fluide environnant, ce dernier se refroidi localement au contact de l'objet, les particules de l'interface voient leur densité augmenter et tombent* pour laisser place à d'autres parcelles d'air plus chaudes : il se crée bien un mouvement. On parle alors de convection naturelle.
Cette distinction convection forcée et convection naturelle est apparue avec l'invention du ventilateur (ou du soufflet, pulmonaire ou non) ; somme toute, à l'échelle planétaire, il n'y a pas de convection forcée... tout vent, aussi rapide soit-il, provient obligatoirement d'une différence de température entre différents endroits du globe.
* Sauf exception : l'eau entre 0 et 4°...
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Retournons à l'abri.
Le but recherché lorsqu'on mesure des températures en météorologie est bien évidemment de mesurer la température de l'air. Pour le météorologue "au sol", l'altitude conventionnelle de cet air est entre 1.5 m et 2 m du sol.
Si on se contente de planter un piquet dans la terre et d'y accrocher un thermomètre à 1.5 m du sol, on constate bien vite que lorsque le soleil tape sur le thermomètre, celui-ci indique une température extrêmement élevée (60° et plus) ; cette température, elle même fonction de la couleur dominante du thermomètre, ne correspond pas à l'évidence à celle de l'air. Dans ce cas, on ne mesure pas la température de l'air mais celle du thermomètre, celui ci s'échauffe d'autant plus que sa teinte se rapproche du noir.
Il faut donc soustraire le thermomètre au rayonnement direct du soleil ; en d'autres termes : il faut placer le thermomètre à l'ombre.
Plaçons-le alors à 50 cm d'un mur Nord d'une maison par exemple ; dans ce cas il ne "verra" jamais le soleil, tout au moins entre fin septembre et fin mars. On rencontre toutefois un nouveau problème : le thermomètre sera trop influencé par le rayonnement du mur. Plus exactement, il indique une valeur trop élevée lorsque l'air est plus froid que le mur et vice-versa.
L'idée du mur est bonne, mais il faut que celui-ci soit continuellement à la même température que l'air. La solution est donc de fabriquer un mur léger qui comme l'air ne capte pas trop le rayonnement solaire (et terrestre) et qui laisse le vent librement circuler. D'où un abri fermé de tout coté, en bois (ou plastique), peint en blanc et muni de persiennes.
Cet abri est donc valable pour mesurer la température de l'air à tout instant. Le problème n'est pas pour autant réglé...
Où placer cet abri ? Deux thermomètres placés dans deux abris identiques situés pour le premier à coté d'un mur "plein Sud" pour le second de l'autre coté du mur (donc "plein Nord") indiqueront deux valeurs différentes. L'air situé au Sud du mur sera en moyenne plus chaud que celui situé au Nord ; l'air est faiblement conducteur : ces deux poches d'air vont avoir beaucoup de mal à homogénéiser leur température. Il existe donc dans la nature et dans une échelle de l'ordre de 100 m, des zones d'air chaud et d'air froid.
Pour que les températures mesurées par deux stations différentes soient comparables il faut donc normaliser les proches environs de l'abri. C'est pourquoi l'O.M.M préconise de placer l'abri loin de tout obstacle** (naturel ou végétal) et sur un sol de préférence gazonné (on devine facilement l'influence d'un sol goudronné noir en été...).
* * Plus exactement, il faut que la distance de l'abri au premier "mur" soit supérieure à 8 fois la hauteur dudit mur. Exemple : si vous avez un mur de 2 m, l'abri devra se situer au moins à 2*8 = 16 m de lui.
