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Les mots «météorologie» (ou «météo»), «climat» et
«climatologie» ont pour l'homme de la rue des définitions courantes qui
sont plus restrictives que les définitions des scientifiques. Ce sont
généralement ces définitions courantes qui apparaissent en premier dans
les dictionnaires et encyclopédies. Les définitions scientifiques sont
plus larges car l'étude des phénomènes atmosphériques amène à s'intéresser
à beaucoup d'autres milieux que l'atmosphère.
«Météorologie» au sens le plus courant
«La météorologie est l'étude des phénomènes
atmosphériques et de leurs lois, notamment en vue de la prévision du temps».
(Petit Larousse).
Un dictionnaire équivalent en langue anglaise donne une
définition très proche : «Meteorology: science of
the weather; study of the earth's atmosphere and its change».
Comme indiqué dans le «Dictionnaire Culturel des Sciences»
(édition du Seuil), l'acception commune tend à confondre la météo avec la
prévision du temps, plus spécialement du «temps sensible» qui gouverne nos
impressions humaines. C'est une définition qui ne sort du milieu
atmosphérique que pour étudier ses conséquences humaines les plus directes
(sols gelés, inondations, etc...).
«Météorologie» au sens le plus scientifique
«La météorologie est la science de l'atmosphère».
Cette définition, la plus concise, est donnée par l'Encyclopedia
Universalis qui ajoute : «Plus exactement elle
étudie les processus physiques qui en déterminent l'évolution et rend
compte des phénomènes essentiellement observés dans sa partie la plus
basse».
C'est presque aussi la définition que nous (les
argonautes) avons retenue pour notre rubrique «Glossaire»
: «Science des phénomènes atmosphériques qui
permet de prévoir l’évolution du temps sur une durée courte (quelques
jours) en fonction de conditions initiales bien déterminées.»
L'atmosphère étant un système ouvert, la météorologie (science de
l'atmosphère) doit s'intéresser aux nombreux phénomènes interactifs
avec les milieux connexes à l'atmosphère: océan, cryosphère, biosphère,
surfaces continentales, espace... Pour étudier les processus physiques
pertinents, la météorologie doit les analyser et les traiter à toutes les
échelles de temps.
«Climat» et «climatologie» au sens le plus courant
D'après sa définition grecque rappelée dans le glossaire :
«climat», du grec «klima» (inclinaison), en
référence à l'inclinaison de l'axe de la Terre qui fait que le climat
varie en fonction de la latitude, le climat est «l' ensemble des qualités
de l’atmosphère d’un lieu sur une longue durée».
«Le climat est l'ensemble des phénomènes
météorologiques qui caractérise l'état moyen de l'atmosphère et son
évolution en un lieu donné» (Petit Larousse).
Un dictionnaire équivalent en langue anglaise indique : «Climate:
weather conditions of a place or an area»; et : «Climatology :
science of climate».
Au sens le plus restrictif le climat est donc un sous-ensemble de la
météorologie, dans lequel on ne retient que les caractéristiques moyennes
(sur un mois au moins), ou encore les grandes échelles temporelles (du
mois jusqu'à plusieurs millions d'années). Ceci est exprimé dans le
Dictionnaire Culturel des Sciences de la façon suivante (qui a
l'inconvénient d'introduire une notion encore plus complexe, «l'effet
papillon») : «Le climat est ce qu'il reste du
temps météorologique lorsqu'on le débarrasse de ses caprices que nul ne
peut prévoir au-delà de l'horizon qu'assigne l'effet papillon».
Le terme de «climatologie» a eu longtemps pour les météorologistes un sens
assez restrictif : l'établissement et l'étude de
statistiques relatives aux éléments du climat.
«Climat» et «climatologie» au sens le plus scientifique
Mais plus généralement on entend par le mot «climatologie», «la
science qui donne une description systématique et une explication de la
répartition des climats» (Source: Encyclopedia Universalis).
On pourrait préciser que la climatologie cherche
maintenant à expliquer non seulement la répartition géographique des
climats, mais aussi leur évolution au fil des décennies et des siècles,
surtout depuis qu'une évolution lente du climat de la planète (vers le
réchauffement) est devenue évidente. Pour prendre en compte cette
évolution lente, certains ont introduit la notion de «climatologie
dynamique». Quant à l'évolution du passé, elle a fait l'objet d'un
énorme travail de reconstitution de la part des historiens, glaciologues,
sédimentologistes, etc..., travail documenté dans de nombreux ouvrages.
A l'échelle de la décennie ou du siècle, l'évolution de l'atmosphère
est largement pilotée par celle des océans (gelés ou pas), des surfaces
continentales (couvertes de glace ou pas) et de toute la biosphère. Elle
dépend aussi dans une plus faible mesure de facteurs astronomiques tels
que l'évolution du rayonnement solaire ou des caractéristiques
géométriques de l'orbite terrestre. Pour étudier, comprendre et
prévoir l'évolution du climat (souvent en s'aidant de la modélisation
numérique), le scientifique est amené à traiter beaucoup de processus
physiques extérieurs à l'atmosphère, y compris par exemple ceux affectant
l'océan profond et l'hydrologie (lacs, fleuves, glaciers, réserves
continentales d'eau profonde) , en fait tous les processus affectant ce
qu'on appelle « le système climatique ».
Pour le météorologiste chargé de la prévision du temps à quelques jours
d'échéance, il n'est pas nécessaire de s'intéresser en détail à tous ces
milieux connexes à l'atmosphère, vu qu'ils évoluent beaucoup plus
lentement que l'atmosphère elle-même. On peut alors se contenter de
modéliser très simplement ces milieux connexes. Ainsi, dans les modèles de
prévision opérationnels l'état de l'océan est supposé constant (y compris
pour sa température de surface qui pilote directement l'échange d'énergie
océan-atmosphère). Sur les continents, la plupart des variables sont aussi
maintenues constantes dans un modèle de prévision (végétation, étendue des
glaciers, état du sol...), à l'exception notable de la température et de
l'humidité des surfaces continentales qui peuvent présenter de fortes
variations diurnes, ainsi que de l'épaisseur du manteau neigeux lorsqu'il
recouvre le sol.
Ainsi l'ensemble des processus physiques intéressant le météorologiste
est souvent plus restreint que celui intéressant le climatologiste. Le
«système météorologique» (limité à la prévision du temps) peut donc être
vu comme un sous-ensemble du «système climatique», contrairement à
l'acception courante du mot «climat» qui peut être vu comme un
sous-ensemble de la météorologie.
Dans le langage des mathématiciens et modélisateurs
Pour les modélisateurs les simulations de l'évolution du temps (ou des
phénomènes météorologiques) se différencient des simulations de
l'évolution du climat par le jeu des "conditions initiales" et des
"conditions aux limites". L'état de l'atmosphère observée à un instant
donné sera pris comme l'état (ou condition) initial du système
atmosphérique pour un modèle numérique qui calculera son évolution au
cours du temps et fera ainsi une prévision météorologique. Notons que ces
calculs s'appliquent à un système physique qui déborde un peu au-delà de
l'atmosphère puisque un tel modèle «météorologique» doit obligatoirement
simuler l'évolution de la température et de l'humidité des surfaces
continentales qui, sur quelques heures ou quelques jours, sont des
variables qui varient très vite (souvent plus vite que les températures
atmosphériques elles-mêmes). On est là dans le domaine de la prévision du
temps et de la météorologie. Mais pour cela le modèle devra cependant
fixer l'état de la plupart des milieux extérieurs à l'atmosphère, comme
l'océan et sa température de surface, la végétation, la composition des
sols, etc..., qui l'encadrent et conditionnent son état moyen; ce sont les
"conditions aux limites" du système météorologique. Dans une simulation du
seul système météorologique, les "conditions aux limites" sont invariantes
et fixées.
Mais on sait que la prévision météorologique n'a plus de sens au bout
d'une dizaine de jours car l'atmosphère, système physique chaotique,
possède la propriété d' "oublier" rapidement ses conditions initiales. Ce
sont alors
ses "conditions aux limites" qui prennent de l'importance et qui
déterminent l'état statistique moyen de l'atmosphère : son climat. On est
là dans le domaine de la modélisation climatique et de la climatologie.
Notons enfin qu'il n'y a pas de différence fondamentale entre un modèle de
prévision météorologique et un modèle de simulation climatique même si la
mise en œuvre pratique des calculs est très différente. Ce sont les mêmes
lois physiques et les mêmes équations qui y pilotent l'évolution de
l'atmosphère. Simplement, dans les modèles météorologiques, il y a
beaucoup de variables d'état du système qui sont des conditions aux
limites fixes, et qui deviennent une partie des conditions initiales (donc
évoluant dans le temps) dans le même modèle étendu au système climatique.
Voir aussi la FAQ : Qu'est ce que le
climat ?
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