La pression atmosphérique est la pression qu'exerce le mélange gazeux constituant l'atmosphère considérée, sur Terre : de l'air, sur une surface quelconque au contact avec cette atmosphère.
Sur la Terre, la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer dépend essentiellement de la masse de l'atmosphère, celle-ci pouvant évoluer avec la masse moyenne des gaz à concentration variable comme la vapeur d'eau. Elle varie autour de l'atmosphère normale, soit 1013,25 hPa.
La pression atmosphérique se mesure surtout à l'aide d'un baromètre, d'un hypsomètre ou d'un altimètre. Elle a été longtemps mesurée en mm Hg (puis en torr) en raison de l'utilisation courante de baromètre à colonne de mercure. Depuis l'adoption du pascal comme unité de pression, les météorologues utilisent un multiple de cette unité, l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa), nouvelle dénomination du millibar (1 bar = 100 000 Pa).
En météorologie appliquée, la pression est souvent utilisée directement comme coordonnée verticale.
On parlera par exemple de la température à 700 hPa. Cette approche a des avantages techniques et elle simplifie certaines équations utilisées en météorologie.
Si la poche d'air chaud se refroidit moins vite que l'air environnant, cette parcelle d'air va accélérer vers le haut. On est alors en présence d'une masse d'air instable.
Dans le cas contraire, l'air en ascension devient plus froid que l'air environnant, le mouvement ascendant va s'interrompre et l'atmosphère est alors stable.
Le taux de refroidissement de la masse d'air en ascension peut être calculé théoriquement, ou sur un diagramme thermodynamique, par rapport à la température de l'environnement donnée par un radiosondage.
Ce calcul repose sur l'hypothèse qu'il n'y a pas d'échange calorique avec l'air extérieur et que le taux de changement de température est différent si l'air est saturé ou pas.
Dans le premier cas, la vapeur d'eau condensée est retirée de la masse en ascension.
En particulier, les dépressions et les creux barométriques dans la pression atmosphérique sont généralement associés au mauvais temps.
La différence de pression entre deux points de même altitude (ou gradient horizontal de pression) est également la plus importante force motrice du vent : des valeurs de 5 hPa par km ont été observées dans les cyclones les plus violents.
Afin d'utiliser la pression pour suivre les systèmes météo et estimer la force du vent, il est nécessaire de faire concorder des mesures de pression qui ont été prises à différentes altitudes : en mer, dans les vallées, en montagne.
Pour ce faire, on soumet les mesures brutes de pression à un ajustement standardisé. La valeur résultant de cet ajustement est appelée pression au niveau de la mer, ou PNM. Si l'on prend par exemple le cas d'une station située à 100 mètres au-dessus du niveau de la mer, l'ajustement sera effectué en estimant la pression au fond d'un trou fictif, de 100 mètres de profondeur, qu'on aurait creusé à la station.
Plus précisément, la valeur de la PNM est fonction de la pression mesurée à la station et de la température assignée à la colonne d'air fictive.
Pour cette dernière on utilise la moyenne de la température actuelle à la station et de celle mesurée douze heures auparavant. La PNM est une approximation d'une grande utilité, mais il faut se garder de lui donner toute la valeur d'une mesure physique exacte, particulièrement en terrain montagneux.
La pression atmosphérique mesurée au niveau de la mer varie autour d'une valeur moyenne de 1 013 hPa.
La pression mesurée au sol est utilisée pour l'étalonnage et la validation des données en provenance d'instruments météorologiques de mesure à distance.
Des mesures précises de pression sont ainsi un fondement nécessaire pour l'observation de la Terre et du climat.
Sur la Terre, la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer dépend essentiellement de la masse de l'atmosphère, celle-ci pouvant évoluer avec la masse moyenne des gaz à concentration variable comme la vapeur d'eau. Elle varie autour de l'atmosphère normale, soit 1013,25 hPa.
La pression atmosphérique se mesure surtout à l'aide d'un baromètre, d'un hypsomètre ou d'un altimètre. Elle a été longtemps mesurée en mm Hg (puis en torr) en raison de l'utilisation courante de baromètre à colonne de mercure. Depuis l'adoption du pascal comme unité de pression, les météorologues utilisent un multiple de cette unité, l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa), nouvelle dénomination du millibar (1 bar = 100 000 Pa).
Variation verticale
La pression atmosphérique diminue avec l'altitude : elle diminue, exponentiellement, d'un facteur 10 chaque fois que l'on s'élève de 16 km. (ou de moitié à 5500 m) Il est ainsi possible d'utiliser la pression pour mesurer la hauteur, ce qui est le principe de base de l'altimètre utilisé en aéronautique et en alpinisme.En météorologie appliquée, la pression est souvent utilisée directement comme coordonnée verticale.
On parlera par exemple de la température à 700 hPa. Cette approche a des avantages techniques et elle simplifie certaines équations utilisées en météorologie.
Stabilité et instabilité
En règle générale, la pression atmosphérique diminue de moitié à environ 5 500 mètres et la température moyenne de l'atmosphère diminue de 6,5 °C par 1 000 mètres.
Cependant ce taux n'est valable que pour une atmosphère normalisée et varie en fait selon le contenu en vapeur d'eau et l'altitude.
Ces propriétés peuvent être démontrées rigoureusement si l'on fait l'hypothèse que l'atmosphère est en équilibre (ce qui n'est pas vrai en pratique).
Lorsque le sol est chauffé par le soleil, par convection, les basses couches de l'atmosphère sont réchauffées et comme l'air chaud est moins dense, l'air réchauffé va avoir tendance à s'élever grâce à la poussée d'Archimède.Si la poche d'air chaud se refroidit moins vite que l'air environnant, cette parcelle d'air va accélérer vers le haut. On est alors en présence d'une masse d'air instable.
Dans le cas contraire, l'air en ascension devient plus froid que l'air environnant, le mouvement ascendant va s'interrompre et l'atmosphère est alors stable.
Le taux de refroidissement de la masse d'air en ascension peut être calculé théoriquement, ou sur un diagramme thermodynamique, par rapport à la température de l'environnement donnée par un radiosondage.
Ce calcul repose sur l'hypothèse qu'il n'y a pas d'échange calorique avec l'air extérieur et que le taux de changement de température est différent si l'air est saturé ou pas.
Dans le premier cas, la vapeur d'eau condensée est retirée de la masse en ascension.
Variation horizontale
Les météorologues analysent les variations horizontales de la pression atmosphérique pour localiser et suivre les systèmes météorologiques : ceci permet de définir les zones de dépressions (pression inférieure à 1 013 hPa), les zones anticycloniques (pression supérieure à 1 013 hPa) et les isobares.En particulier, les dépressions et les creux barométriques dans la pression atmosphérique sont généralement associés au mauvais temps.
La différence de pression entre deux points de même altitude (ou gradient horizontal de pression) est également la plus importante force motrice du vent : des valeurs de 5 hPa par km ont été observées dans les cyclones les plus violents.
Afin d'utiliser la pression pour suivre les systèmes météo et estimer la force du vent, il est nécessaire de faire concorder des mesures de pression qui ont été prises à différentes altitudes : en mer, dans les vallées, en montagne.
Pour ce faire, on soumet les mesures brutes de pression à un ajustement standardisé. La valeur résultant de cet ajustement est appelée pression au niveau de la mer, ou PNM. Si l'on prend par exemple le cas d'une station située à 100 mètres au-dessus du niveau de la mer, l'ajustement sera effectué en estimant la pression au fond d'un trou fictif, de 100 mètres de profondeur, qu'on aurait creusé à la station.
Plus précisément, la valeur de la PNM est fonction de la pression mesurée à la station et de la température assignée à la colonne d'air fictive.
Pour cette dernière on utilise la moyenne de la température actuelle à la station et de celle mesurée douze heures auparavant. La PNM est une approximation d'une grande utilité, mais il faut se garder de lui donner toute la valeur d'une mesure physique exacte, particulièrement en terrain montagneux.
La pression atmosphérique mesurée au niveau de la mer varie autour d'une valeur moyenne de 1 013 hPa.
La pression mesurée au sol est utilisée pour l'étalonnage et la validation des données en provenance d'instruments météorologiques de mesure à distance.
Des mesures précises de pression sont ainsi un fondement nécessaire pour l'observation de la Terre et du climat.
