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LA TEMPERATURE

Définition

Température (physique), grandeur physique qui mesure le degré de chaleur d’un corps ou d’un milieu. Lorsque deux corps sont placés dans une enceinte adiabatique, le corps le plus chaud cède de la chaleur au corps le plus froid, jusqu’à ce que les deux corps aient la même température (équilibre thermique). Les termes température et chaleur désignent deux notions distinctes : la température est une propriété thermodynamique du corps et mesure l’agitation microscopique de la matière ; la chaleur est une forme d’énergie qui peut être échangée entre deux corps.

Mesures de température

La thermométrie

La thermométrie est le domaine de la physique concernant la mesure de la température. Parmi les grandeurs physiques, la température est l’une des plus délicates à mesurer de façon rigoureuse pour deux raisons :
 il faut bien définir le système dont on mesure la température. Par exemple, laisser quelques instants une cuillère dans un plat très chaud, avec le manche qui dépasse. Le manche peut être saisi à la main tandis que la partie bombée sera brûlante; la cuillère est-elle chaude ou froide ?
 la définition même du concept de température et de son échelle de mesure nécessitent de connaître un certain nombre de concepts thermodynamiques qui sont loin d’être intuitifs.

Echelles de température

On distingue plusieurs types d’échelle de mesure de température. Parmi lesquels on peut citer:
a) Echelle Kelvin
Inventée par le mathématicien et physicien britannique sir William Thomson Kelvin au XIXe siècle, l’échelle Kelvin est l’échelle de température couramment employée dans les domaines scientifiques. Le kelvin (K), unité SI de température. La température théorique la plus basse que l’on puisse approcher est le zéro absolu, à savoir 0 K, ou – 273.16 °C. « Température (physique). » Microsoft® Encarta® 2009 [DVD]. Microsoft Corporation, 2008.
b) Echelle centésimale et échelle Celsius
L’échelle centésimale a été inventée en 1743. Sur cette échelle, la température de congélation de l’eau est de 0 °C et sa température d’ébullition est de 100 °C sous pression atmosphérique. Parallèlement, l’échelle Celsius est introduite par l’astronome suédois Anders Celsius, et correspond pratiquement à l’échelle centésimale. L’échelle Celsius est l’échelle de température utilisée dans la vie courante. Le Celsius (°C) est défini par la relation suivante : T (°C) = T (K) – 273.15Par conséquent, les écarts de température sont identiques à ceux de l’échelle Kelvin : par exemple, une variation de 5 K correspond à une différence de 5 °C. « Température (physique). » Microsoft® Encarta® 2009 [DVD]. Microsoft Corporation, 2008.
c) Echelle Fahrenheit
L’une des plus anciennes échelles de température a été imaginée en 1720 par le physicien allemand Gabriel Daniel Fahrenheit. Sur cette échelle, à la pression de 1 atm, la température de congélation de l’eau est de 32 °F et sa température d’ébullition est de 212 °F. La température en Celsius est liée à la température exprimée en Fahrenheits par la relation : T (F) = 32 + 1.8 T (°C)
« Température (physique). » Microsoft® Encarta® 2009 [DVD]. Microsoft Corporation, 2008.
d) Echelle Rankine
L’échelle Rankine est une échelle de température nommée en l’honneur de l’ingénieur et physicien écossais William John Macquorn Rankine, qui la proposa en 1859. La valeur du zéro Rankine est la même que celle du zéro Kelvin. Donc 0 kelvin = 0° Rankine = zéro absolu. Par contre les graduations des degrés Rankine sont celles des degrés Fahrenheit. Par conséquent, une différence d’un degré Ra est égale à une différence d’un degré F.
e) Echelle centigrade
L’échelle de température centigrade est une échelle de température relative, inventée en 1742 par l’astronome et physicien suédois Anders Celsius. L’échelle centigrade fait correspondre son zéro avec la température de la glace fondante et 100 avec la température d’ébullition de l’eau sous une pression atmosphérique normale (1 013.25 hPa).Elle est légèrement différente de l’échelle de température Celsius

Température atmosphérique

Structure de l’atmosphère

On appelle « atmosphère » l’enveloppe gazeuse qui entoure certains corps célestes comme, par exemple, la Terre, Vénus ou Mars. Les gaz sont maintenus autour de ces corps célestes par la force gravitationnelle qui les retient et les empêche de s’échapper vers l’espace.
L’atmosphère est l’enveloppe gazeuse la plus externe de notre planète. Bien que dans la vie de tous les jours elle soit oubliée et parfois ignorée, elle est pourtant indispensable. Elle est transparente aux rayons lumineux dans le domaine visible, ce qui nous permet de voir le monde qui nous entoure. Sa présence est tout de même révélée par la couleur bleue du ciel. Ses propriétés de transparence sélective sont dues à la capacité des molécules qui la composent d’absorber une partie du rayonnement électromagnétique et d’émettre un rayonnement du même type dans une autre longueur d’onde. Une partie seulement de l’énergie solaire atteint donc la surface de la Terre et cela contrôle tous les processus physiques et biologiques photosensibles. De même, une partie seulement du rayonnement tellurique infrarouge s’échappe vers l’espace. L’atmosphère joue un rôle de filtre dans les deux sens. L’atmosphère est le siège d’une activité importante ou tous les phénomènes observés ont des durées caractéristiques très courtes : les constantes de temps atmosphériques sont comprises entre le jour et tout au plus une dizaine années, suivant le phénomène que l’on observe. Ils sont contrôlés par les temps de mélange entre différentes régions atmosphériques plus ou moins isolées les unes des autres ; les échanges les plus lents ont lieu entre troposphère et stratosphère, ou entre hémisphères.

Composition de l’atmosphère

La composition chimique de l’atmosphère comprend pour l’essentiel, de l’azote (78%), de l’oxygène (21%), des gaz rares (Argon, Néon, Hélium…) et dans les basses couches, de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone. Les constituants de l’air atmosphérique peuvent être classés en deux catégories :
 les constituants comme l’azote, les gaz rares, dont la concentration est constante, tout au moins dans les basses couches de l’atmosphère.
 les constituants dont la teneur varie dans l’atmosphère, tels que le dioxyde de carbone et surtout la vapeur d’eau.
L’ensemble des gaz, dont les proportions restent constantes, forme l’air sec considéré comme un gaz parfait. La composition de l’air sec ainsi que sa masse molaire ont été, pour les besoins de la météorologie, arrêtées internationalement aux valeurs indiquées ci-dessous. Le dioxyde de carbone et l’ozone sont des constituants pouvant subir quelques variations selon le lieu et l’époque. Cependant leur concentration étant faible dans l’atmosphère, ces variations ne modifient pas notablement la composition chimique de l’air sec, ni sa masse molaire (variations considérées donc comme négligeables).L’eau, par contre, joue un rôle particulier dans l’atmosphère où elle existe sous trois états : solide, liquide, gazeux. A l’état gazeux, la vapeur d’eau intervient dans des proportions pouvant atteindre 0,1% en Sibérie à 5% dans les régions maritimes équatoriales. D’un point de vue thermodynamique, l’air atmosphérique peut être considéré comme un mélange de deux gaz : l’air sec et la vapeur d’eau.
On trouve également des quantités proportionnellement infimes, d’hélium, de méthane, de monoxyde de carbone, des composés organiques, …

Température et Altitude

Il est vrai que la température de l’air diminue avec l’altitude dans la couche de l’atmosphère la plus proche de la terre (la troposphère) : il fait plus froid au sommet d’une montagne. Mais on ne peut en faire une loi générale car la température augmente dans la couche suivante (la stratosphère) puis « rediminue » dans la mésosphère et enfin augmente de nouveau dans la thermosphère jusqu’à des valeurs très élevées (plus de 1 500°)… Ce sont donc les couches les plus proches du soleil qui sont les plus chaudes. Dans la troposphère ou nous vivons la température décroît généralement avec l’altitude (mais ce n’est pas toujours très régulier : il peut y avoir des inversions de température qui empêchent le renouvellement de l’air et provoquent l’accumulation de la pollution au-dessus des villes). Dans la troposphère la vapeur d’eau joue un rôle très important dans la régulation de la température car elle absorbe le rayonnement solaire ainsi que le rayonnement thermique émit par la surface de la terre. La température diminue parce que la pression de vapeur d’eau décroît avec l’altitude. Dans la couche suivante, la stratosphère (de 10 à 50 km au-dessus de la surface de la Terre) la température est d’abord constante puis augmente. Là c’est l’ozone, qui joue le rôle principal. L’énergie solaire est convertie en chaleur lorsque les molécules d’ozone absorbent les rayonnements ultra-violets du Soleil.
Deux facteurs expliquent la baisse des températures avec l’altitude :
 La densité de l’air diminue avec l’altitude ce qui entraine une détente (= augmentation du volume pour une masse unitaire)
 La troposphère est principalement chauffée par la surface terrestre, donc par le bas.
L’atmosphère absorbe assez malle rayonnement solaire qui vient du haut (20% contre 50% pour la surface terrestre)

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : GENERALITES SUR LA PRECIPITATION ET LA TEMPERATURE
CHAPITRE I : LES PRECIPITATIONS
I.1 Définition
I.2 Formation des précipitations
I.2.1 Condensation
1.2.2 Coalescence
1.2.3 Effet Bergeron
I.3 Différents types de précipitations
I.4 Mesures des précipitations
I.5 La pluie
I.5.1 Formation des pluies
I.5.2 Mesure quantitative de la pluie
I.5.3 Les radars météorologiques
CHAPITRE II : LA TEMPERATURE
II.1 Définition
II.2 Mesures de température
II.2.1 La thermométrie
II.2.2 Echelles de température
a) Echelle Kelvin
b) Echelle centésimale et échelle Celsius
c) Echelle Fahrenheit
d) Echelle Rankine
e) Echelle centigrade
II.3 Température atmosphérique
II.3.1 Structure de l’atmosphère
II.3.2 Composition de l’atmosphère
II.3.3 Température et Altitude
PARTIE II : GENERALITES SUR LA GESTION DES RISQUES ET CATASTROPHE
INTRODUCTION
CHAPITRE III : LES CYCLONES
III.1 Introduction
III.2 Définition
III.3 Caractéristiques des cyclones
III.4 Conditions de formation d’un cyclone
III.4.1 La force de Coriolis
III.4.2 Le processus Barocline
III.5 Types des cyclones
III.5.1 Les cyclones tropicaux
III.5.2 Cyclone extra tropical
III.5.3 Cyclone subtropical
III.5.4 Cyclone polaire
CHAPITRE IV : LES INONDATIONS
IV.1 Introduction
IV.2 Définition
IV.3 Les origines d’une inondation
IV.4 Les différents types d’inondations
IV.4.1 L’inondation a montée lente
IV.4.2 L’inondation a montée rapide
IV.4.3 Les inondations par ruissellement
IV.4.4 L’inondation par submersion marine
IV.5 Dégâts et conséquences des inondations
IV.5.1 Les dommages matériels
IV.5.2 Les dégâts humains
IV.5.3 Les dégâts environnementaux
IV.6 Comment se préparer contre les inondations?
IV.6.1 Instructions de ce qu’il faut préparer
IV.6.2 Mesures à prendre en cas d’alerte, pendant et après une inondation
a) Pendant les inondations
b) Après les inondations
CHAPITREV : LA SECHERESSE
V.1 Introduction
V.2 Définition
V.3 Différent types de sécheresse
V.4 Conséquences de la sécheresse
V.5 Les causes possibles de sécheresse
CHAPITRE VI : METHODES PRISES POUR GERER ET REDUIRE LES CATASTROPHES
VI.1 Introduction
VI.2 La chronologie du risque
VI.3 Les grands principes de la gestion des risques et des catastrophes
VI.3.1 La phase préventive : L’avant-crise
a) La préparation de l’organisation et de son personnel
b) La mise en place d’une stratégie de communication
VI.3.2 La phase réactive : Pendant la crise
a) L’entrée en crise : La phase déterminante
b) La conduite de la crise
VI.3.3 La phase d’apprentissage : L’après-crise
a) Analyser la catastrophe
b) Rester en situation d’alerte
VI.4 Réduction des risques de catastrophe
VI.4.1 Introduction
VI.4.2 Déroulement de la réduction des risques de catastrophe
a) Préparation : préparer les gens à bien réagir face aux menaces
b) Mitigation
c) Prévention : prévenir les catastrophes
VI.5 Collaborer à tous les niveaux
PARTIE III : METHODOLOGIE ET INTERPRETATION DES RESULTATS
CHAPITRE VII : DONNEES ET METHODES UTILISEES
VII.1 Localisation de la zone d’étude
VII.2 Données utilisées
VII.3 Les matériels utilisées
VII.3.1 MATLAB
VII.3.2 Microsoft Office Excel
VII.4 Méthodes utilisés
VII.4.1 Moyenne arithmétique
VII.4.2 Moyenne mobile
VII.4.3 Anomalie
VII.4.4 Test de Pettitt
CHAPITRE VIII : INTERPRETATIONS DES RESULTATS
VIII.1 Analyse quantitative de la pluviométrie
a) Etude de la variabilité de la précipitation journalière
b) Etude de la variabilité de la précipitation mensuelle
c) Etude de la variabilité de la précipitation annuelle
VIII.1.1 Cumul de pluie
VIII.1.2 Anomalie annuelle de précipitation à Mahajanga
VIII.1.3 Détection de l’année de rupture
VIII.2 Moyenne climatologique de la température à Mahajanga
a) Température journalière
b) Température annuelle
VIII.2.1 Anomalie de température
a) Anomalie annuelle de température
b) Anomalie de la température annuelle avec moyenne mobile
c) Anomalie avec tendance
VIII.3 Diagramme ombrothermique
Définition
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE

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