La météorologie est l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les dépressions et les précipitations pour comprendre comment ils se forment et évoluent. Le mot vient du grec antique où meteor désigne les particules en suspension dans l'atmosphère et logos veut dire discours ou connaissance.

C'est une discipline qui traite principalement de la mécanique des fluides appliquée à l'air mais qui fait usage de différentes autres branches de la physique, de la chimie et des mathématiques. À l'origine purement descriptive, la météorologie est rapidement devenue un lieu d'application de ces disciplines. La météorologie moderne permet d'établir des prévisions de l'évolution du temps en s'appuyant sur des modèles mathématiques à court comme à long terme. Elle est également appliquée pour la prévision de la qualité de l'air, pour les changements climatiques et pour l'étude dans plusieurs domaines de l'activité humaine (risques naturels, construction, trafic aérien, navigation, etc.)

Réchauffement climatique

Le réchauffement climatique est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de l'atmosphère, à l'échelle mondiale et sur plusieurs années. Dans son acception commune, ce terme est appliqué au changement climatique observé depuis environ 25 ans, c'est-à-dire depuis la fin du XXe siècle. La plupart des scientifiques attribuent à ce réchauffement global une origine en grande partie humaine. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), chargé d'établir un consensus scientifique sur cette question, l'a démontré dans son quatrième rapport[10]. La probabilité que le réchauffement climatique depuis 1950 soit d'origine humaine est de plus de 90 %[11]. Cette thèse n'est contestée que par une minorité de personnalités.

En tant que discipline mesurant différentes sources d'énergies renouvelables (l’insolation, le vent, les précipitations, etc.), la météorologie permet de mesurer les quantités d’énergie renouvelable disponibles et de les prédire. Ces données sont essentielles au repérage des endroits les plus propices pour des sources alternatives d'énergie qui pourraient inverser le réchauffement.

Nuages et précipitations

L'atmosphère terrestre est constituée principalement d’azote (près de 80%), d'oxygène et de vapeur d'eau. Ses mouvements verticaux permettent la compression ou la dilatation de ce gaz selon la loi des gaz parfaits dans un processus habituellement adiabatique. La quantité maximale de vapeur d’eau que peut contenir l'air est fonction de la température de celui-ci. Lorsque l'air s'élève, il se dilate et sa température diminue, permettant la condensation de la vapeur d'eau, à saturation, en gouttelettes. Un nuage est alors formé.

Un nuage est donc un ensemble de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’air. L’aspect du nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la dimension, du nombre et de la répartition des particules qui le constituent. Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de la vapeur d’eau, et plus le nuage sera important. Plus les mouvements verticaux de l'air sont forts, plus le nuage aura une extension verticale importante.

On distingue deux types principaux de nuages : les nuages stratiformes, qui proviennent du mouvement à grande échelle de l'atmosphère, et les nuages convectifs qui eux se forment localement quand l'air est instable. Ces deux types de nuages peuvent se retrouver à tous les niveaux de la troposphère et sont subdivisés selon la hauteur où ils se trouvent (basse, moyenne, élevée).

Si le mouvement vertical est suffisant, les gouttelettes ou les cristaux de glace se fusionneront pour donner des précipitations liquides ou solides : pluie, bruine, neige, grêle, grésil, verglas et granule de glace. Elle seront sous forme continue avec les nuages stratiformes et sous formes d'averses ou d'orages dans ceux convectifs.

Vent

Le vent est un mouvement de l’atmosphère. Il peut apparaître sur n’importe quelle planète disposant d’une atmosphère. Ces mouvements de masses d’air sont provoqués par deux phénomènes se produisant simultanément : un réchauffement inégalement réparti de la surface de la planète par l’énergie solaire et la rotation de la planète.

Sur Terre, plusieurs régions ont des vents caractéristiques auxquels les populations locales ont données des noms particuliers. Les vents sont une source d’énergie renouvelable, et ont été utilisés à travers les siècles à divers usages, par les moulins à vent, la navigation à la voile, le vol à voile ou plus simplement le séchage. La vitesse du vent est mesurée avec un anémomètre mais peut être estimée par une manche à air, un drapeau, etc.

Les vents peuvent être réguliers ou en rafales. On retrouve des corridors de vent très forts le long des zones de contraste de températures qu'on appelle courant-jets. Sous les orages, la transformation du cisaillement horizontal du vent en tourbillon vertical donne une tornade ou une trombe marine. Le même phénomène peut se produire sans nuage et donne un tourbillon de poussière. La descente de l'air vers le sol avec les précipitations dans un orage donne une rafale descendante.

Prévision météorologique

La prévision météorologique est une application des connaissances en météorologie et des techniques modernes de prises de données et d’informatique pour prédire 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 XIXe siècle et du début du XXe siècle. Elle s’est cependant affirmée depuis la Deuxième Guerre mondiale avec l'entrée en jeu des moyens techniques comme le radar, les communications modernes et le développement des ordinateurs. On retrouve plusieurs domaines d'application des prévisions dont :

Hydrométéorologie	Météorologie aéronautique	Météorologie agricole ou (agrométéorologie)	Météorologie côtière	Météorologie et route
Météorologie forestière	Météorologie maritime	Météorologie militaire	Météorologie des montagnes	Météorologie tropicale
Météorologie et pollution	Prévision des orages violents	Prévision numérique du temps	Prévision des cyclones tropicaux