Acquis d'apprentissage

Pouvoir localiser les différents climats à la surface du globe et en expliquer pour chacun, les éléments déterminants. Pouvoir dessiner et commenter les champs de pression et de température à la surface du globe et en altitude et expliquer les phénomènes météorologiques. Pouvoir schématiser et commenter la circulation atmosphérique générale et les grands courants aériens. Pouvoir établir le bilan radiatif de l'atmosphère et le placer dans le contexte du réchauffement climatique.

Objectifs

Donner aux étudiants une bonne compréhension des mécanismes élémentaires de la météorologie. Comprendre la circulation atmosphérique à l'échelle du globe et les grandes zones climatiques. L'accent est mis sur les changements climatiques et l'amplification de l'effet de serre est montré de manière détaillée. Les trajectoires climatiques du futur sont aussi expliquées.

Contenu

Météorologie et temps. Climatologie et climat. Système climatique global. La chaleur et les 3 états de la matière. 1er principe de la thermodynamique. Représentation graphique des états d'un système. Loi des gaz parfaits. Lois du rayonnement électromagnétique. Modes de transfert de la chaleur. Rayonnements solaire, terrestre et atmosphérique. Bilan radiatif moyen. Composition et caractéristiques de l'atmosphère. Equation d'état. Principe fondamental de l'aérostatique. Modèle de Laplace. Subdivisions de l'atmosphère. Atmosphère standard. L'eau dans l'atmosphère. Chaleurs latentes. iso-rs. Humidités absolue et relative. Evaporation. Psychromètre. Transformations isobares. Transformations adiabatiques : air sec ; air humide non saturé ; air saturé. Saturation et condensation. Formation des nuages. Stabilité et instabilité sur l'émagramme. Les différents types de couches. Les nuages. Accélération de Coriolis. Vents : géostrophique, du gradient, dans la couche de frottement, thermique. Courants aériens. Circulation atmosphérique générale. Effets locaux. Classifications des climats de Köppen. Climats polaires, subpolaires, tempérés, méditerranéens, intertropicaux. Changements climatiques, effet de serre.

Table des matières

INTRODUCTION : Météorologie et temps. Climatologie et climat. Système climatique global. 1. NOTIONS ET MECANISMES ELEMENTAIRES 2. STRUCTURE ET CARACTÉRISTIQUES DE L'ATMOSPHÈRE - PRESSION, TEMPERATURE ET HUMIDITE 3. LE RAYONNEMENT ET LE BILAN RADIATIF DE L'ATMOSPHERE 4. TRANSFORMATIONS DE L'AIR ATMOSPHERIQUE - REPRESENTATIONS SUR L'EMAGRAMME 5. ÉQUILIBRE VERTICAL DE L'ATMOSPHÈRE - STABILITE ET INSTABILITE 6. LA CIRCULATION GENERALE DE L'ATMOSPHERE - LES VENTS ET LES GRANDS COURANTS AERIENS 7. LES MASSES D'AIR, LES FRONTS ET LES PERTURBATIONS 8. LES CLIMATS - CLASSIFICATION ET FACTEURS DETERMINANTS 9. LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES - L'EFFET DE SERRE

Exercices

L'objectif des TP est d'appliquer les concepts théoriques vus au cours. Concrètement, les premières séances sont consacrées à réaliser des exercices sur les notions et mécanismes élémentaires et sur le rayonnement solaire. Par la suite, les étudiants apprennent à déterminer la structure et les caractéristiques de l'atmosphère, à estimer l'épaisseur des couches atmosphériques, à déterminer les transformations des parcelles et des particules d'air sur base de l'émagramme, à réaliser des analyses de stabilité de l'air et y associer la formation de nuages, à donner la direction et calculer l'intensité des vents à partir des cartes des isobares et des cartes des isohypses, à établir et utiliser les différents diagrammes destinés à la classification des climats, et finalement, à analyser des cartes météorologiques et à réaliser un bilan climatologique mensuel.

Méthodes d'enseignement

Cours de deux heures avec interruption de 10 minutes. Exposé oral illustré par des diapositives synthétiques. Une copie des diapositives du cours se trouve sur le site web du cours dans WebCampus. Les séances de travaux pratiques sont données sous forme de modules de trois heures au cours desquels les étudiants travaillent, seuls ou par deux, sur une série d'exercices rattachés à un chapitre du cours bien particulier. Ils organisent leurs résultats dans un cahier de TP. Un corrigé des exercices leur est fourni à la fin du quadrimestre afin de les aider à réviser leur matière. Si les conditions sanitaires l'imposent, le cours pourrait être donné à distance, sous forme de capsules vidéo et de visioconférences.

Méthode d'évaluation

L'examen portant sur la partie théorique est oral avec un temps de préparation. L'examen portant sur les TP et TD est écrit. La partie théorique compte pour 2/3 de la note finale et porte sur la matière vue au cours théorique. Une liste d'une trentaine de questions est publiée sur le site web du cours avant l'examen. La partie pratique compte pour 1/3 de la note finale et porte sur la matière vue en TP/TD.  Un émagramme sera mis à disposition des étudiants si nécessaire.

Si une des notes (partie théorique ou partie partique) est inférieure ou égale à 7/20, cette note sera attribuée à l’ensemble de l’UE.

Sources, références et supports éventuels

A. Godard, M. Tabeaud, Les climats - Mécanismes, variabilité, répartition. M. Tabeaud, La Climatologie.

Langue d'instruction

Formation Programme d’études Bloc Crédits Obligatoire
Bachelier en sciences géographiques, orientation générale Standard 0 5
Bachelier en sciences géographiques, orientation générale Standard 3 5