Sciences de l'atmosphèreLes sciences de l'atmosphère désignent le terme général utilisé pour désigner l'étude de l'atmosphère, ses procédés, les effets que d'autres systèmes ont sur l'atmosphère, ainsi que les effets qu'a l'atmosphère sur ces mêmes systèmes. La météorologie inclut la chimie atmosphérique et la physique de l'atmosphère, et se concentre principalement sur les prévisions météorologiques.
Prévision météorologiqueLa prévision météorologique est une application des connaissances en météorologie et des techniques modernes de prises de données et d’informatique pour prévoir l’état de l’atmosphère à un temps ultérieur. L’histoire de la prévision du temps remonte aux temps immémoriaux avec les oracles et devins mais la science moderne date vraiment de la fin du et du début du . Elle s’est cependant affirmée depuis la Seconde Guerre mondiale alors que les moyens techniques comme le radar et les communications modernes ont rendu l’accès aux données plus rapide et plus nombreuses.
ClimatLe climat est la distribution statistique des conditions de l'atmosphère terrestre dans une région donnée pendant une période donnée. L'étude du climat est la climatologie. Elle se distingue de la météorologie qui désigne l'étude du temps dans l’atmosphère à court terme et dans des zones ponctuelles. La caractérisation du climat est effectuée à partir de mesures statistiques annuelles et mensuelles sur des données atmosphériques locales : température, pression atmosphérique, précipitations, ensoleillement, humidité, vitesse du vent.
Planetary boundary layerIn meteorology, the planetary boundary layer (PBL), also known as the atmospheric boundary layer (ABL) or peplosphere, is the lowest part of the atmosphere and its behaviour is directly influenced by its contact with a planetary surface. On Earth it usually responds to changes in surface radiative forcing in an hour or less. In this layer physical quantities such as flow velocity, temperature, and moisture display rapid fluctuations (turbulence) and vertical mixing is strong.
Forçage radiatifEn climatologie, le forçage radiatif est approximativement défini comme la différence entre la puissance radiative reçue et la puissance radiative émise par un système climatique donné, comme le système Terre. Un forçage radiatif positif tend à réchauffer le système (plus d'énergie reçue qu'émise), alors qu'un forçage radiatif négatif va dans le sens d'un refroidissement (plus d'énergie perdue que reçue). Ce terme prend une définition légèrement différente et possède une importance capitale dans les questions liées aux changements climatiques.
Vapeur d'eauvignette|Évolution des teneurs connues de quelques gaz de l'atmosphère terrestre (autrefois plus riche en vapeur d'eau, et plus acide (en raison de l'acide carbonique formé avec le ). Pour rendre ces variations plus visibles, l'échelle temporelle n'est pas linéaire. La vapeur d'eau est l'état gazeux de l'eau. C'est un gaz inodore et incolore. À l'opposé, dans le langage commun, le terme vapeur d'eau peut servir à désigner le brouillard créé par la condensation d'eau à l'état gazeux sous forme de microgouttelettes.
Physique des nuagesLa physique des nuages est l’étude des processus physiques et dynamiques de formation des nuages et des précipitations qui les accompagnent. Les nuages chauds sont formés de microscopiques gouttelettes et les froids de cristaux de glace ou parfois des deux types. Leur formation est contrôlée par la disponibilité de vapeur d'eau dans l’air et des mouvements verticaux dans celui-ci. Le mouvement vertical peut être induit par une ascendance à grande échelle, comme dans le cas des dépressions synoptiques, ou à méso-échelle comme dans le cas des orages.
Circulation atmosphériquevignette|upright=1.25|Vue idéalisée des trois cellules ou zones de circulation atmosphérique La circulation atmosphérique se caractérise par le mouvement à l'échelle planétaire des différentes masses d'air entourant la Terre, ce qui redistribue l'énergie solaire en conjonction avec la circulation océanique. Ainsi, comme la Terre est un sphéroïde, la radiation solaire incidente au sol varie entre un maximum aux régions faisant face directement au Soleil, situé selon les saisons plus ou moins loin de l'équateur, et un minimum à celles très inclinées par rapport à ce dernier, proches des pôles.
Prévision numérique du tempsLa prévision numérique du temps (PNT) est une application de la météorologie et de l'informatique. Elle repose sur le choix d'équations mathématiques offrant une proche approximation du comportement de l'atmosphère réelle. Ces équations sont ensuite résolues, à l'aide d'un ordinateur, pour obtenir une simulation accélérée des états futurs de l'atmosphère. Le logiciel mettant en œuvre cette simulation est appelé un modèle de prévision numérique du temps.
Couche limitevignette|redresse=2|Couches limites laminaires et turbulentes d'un écoulement sur une plaque plane (avec profil des vitesses moyennes). La couche limite est la zone d'interface entre un corps et le fluide environnant lors d'un mouvement relatif entre les deux. Elle est la conséquence de la viscosité du fluide et est un élément important en mécanique des fluides (aérodynamique, hydrodynamique), en météorologie, en océanographie vignette|Profil de vitesses dans une couche limite.
Réchauffement climatiquevignette|redresse=1.35|Températures moyennes de l'air en surface de 2011 à 2020 par rapport à une moyenne de référence de 1951 à 1980. vignette|redresse=1.35|Température observée par la NASA par rapport à la moyenne de 1850-1900 comme référence préindustrielle. Le principal facteur d'augmentation des températures mondiales à l'ère industrielle est l'activité humaine, les forces naturelles ajoutant de la variabilité. vignette|redresse=1.35|L'énergie circule entre l'espace, l'atmosphère et la surface de la Terre.
TempératureLa 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 transfert thermique entre le corps humain et son environnement. En physique, elle se définit de plusieurs manières : comme fonction croissante du degré d’agitation thermique des particules (en théorie cinétique des gaz), par l’équilibre des transferts thermiques entre plusieurs systèmes ou à partir de l’entropie (en thermodynamique et en physique statistique).
National Weather ServiceLe National Weather Service (NWS ; « Service météorologique national ») est le service météorologique des États-Unis. C'est un des six services scientifiques qui composent le National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), l'agence gouvernementale chargée de la recherche et la surveillance de l'atmosphère et des océans sur tout le territoire américain. Le NWS est plus spécifiquement chargé de la recherche sur les phénomènes atmosphériques, la prévision du temps, les études climatologiques et hydrologiques.
Atmosphère terrestreLatmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse, entourant la Terre, que l'on appelle air. L'air sec se compose à 78,087 % de diazote, à 20,95 % de dioxygène, à 0,93 % d'argon, à 0,041 % de dioxyde de carbone, et de traces d'autres gaz. L'atmosphère protège la vie sur Terre en filtrant le rayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant la surface par la rétention de chaleur (effet de serre) et en réduisant partiellement les écarts de température entre le jour et la nuit.
National Center for Atmospheric ResearchLe National Center for Atmospheric Research (ou NCAR) est un institut de recherche américain qui a comme mission d'« explorer et comprendre notre atmosphère et ses interactions avec le Soleil, les océans, la biosphère et l'Homme. » Il reçoit ses fonds du National Science Foundation (NSF), gérés par l'organisme sans but lucratif University Corporation for Atmospheric Research (UCAR). Il reçoit également des fonds d'autres organismes gouvernementaux comme le National Weather Service, et privés.
Atmospheric instabilityAtmospheric instability is a condition where the Earth's atmosphere is considered to be unstable and as a result local weather is highly variable through distance and time. Atmospheric stability is a measure of the atmosphere's tendency to discourage vertical motion, and vertical motion is directly correlated to different types of weather systems and their severity. In unstable conditions, a lifted thing, such as a parcel of air will be warmer than the surrounding air. Because it is warmer, it is less dense and is prone to further ascent.
Ensemencement des nuagesL’ensemencement des nuages est une forme de modification du temps qui consiste à ajouter différentes substances (aérosols, petites particules de glace) dans des nuages afin d’influencer les précipitations. Il vise à intervenir sur les processus microphysiques liés aux échanges entre les différentes phases de l’eau dans le nuage (vapeur, liquide, glace) et ainsi sur la distribution et la taille des particules du nuage.
Radiative equilibriumRadiative equilibrium is the condition where the total thermal radiation leaving an object is equal to the total thermal radiation entering it. It is one of the several requirements for thermodynamic equilibrium, but it can occur in the absence of thermodynamic equilibrium. There are various types of radiative equilibrium, which is itself a kind of dynamic equilibrium. Equilibrium, in general, is a state in which opposing forces are balanced, and hence a system does not change in time.
Attribution du changement climatique récentL'attribution du changement climatique récent est le travail entrepris pour déterminer scientifiquement les mécanismes responsables du réchauffement climatique récent et des changements climatiques induits sur la Terre. L’effort s’est concentré sur les changements observés au cours de la période de relevés de température instrumentale, en particulier au cours des cinquante dernières années. C’est la période durant laquelle l’activité humaine a connu la croissance la plus rapide et pour laquelle on dispose de relevés atmosphériques au-dessus de la surface.
Prévision d'ensemblesvignette|En haut: Modèle déterministe du WRF pour la prévision de trajectoire de l'ouragan Rita en 2005. En bas : Dispersion des différents modèles utilisés par le National Hurricane Center pour la même tempête. La prévision d'ensembles est une méthode de prévision numérique du temps utilisé pour tenter de générer un échantillon représentatif des états futurs possibles d'un système dynamique. En effet, ni les observations, ni l'analyse, ni le modèle de prévision ne sont parfaits et la dynamique atmosphérique est très sensible, dans certaines conditions, à la moindre fluctuation.
