Comment calculer la pression atmosphérique

Connaitre la pression atmosphérique permet de faire des prédictions météorologiques. Dans l’idéal, il suffit de la mesurer à l’aide d’un baromètre et de la convertir dans une unité plus directement utilisable. Si vous réalisez un exercice dans le cadre d’un cours, que vous n’avez pas de baromètre en votre possession ou bien que vous êtes dans un contexte américain et que les données à votre disposition sont exprimées en unités du système impérial, il vous faudra faire des conversions pour obtenir des valeurs dans des unités du système international.

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Observez la tendance de pression. Pour établir des prévisions météorologiques, la « tendance » est toujours bien plus significative que la valeur absolue de la pression. La question qu’il faut se poser, c’est de savoir si la pression atmosphérique augmente, diminue ou reste stable. Regardez la position de l’aiguille et notez les variations qu’elle subit au fur et à mesure du temps.
- Très souvent, en arrière-plan des baromètres anciens, il y a des dessins censés indiquer les conditions météorologiques, par exemple le beau temps, les orages ou les tempêtes. Même si ces décorations sont parfois très belles, elles sont aussi souvent très trompeuses. Les évolutions des mouvements de l’aiguille sont bien plus pertinentes pour prévoir le temps qu’il va faire.
- Si vous possédez un baromètre traditionnel, ayant un tube de mercure, regardez le ménisque. Il s’agit de la forme incurvée que prend le métal liquide à sa surface.
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Réalisez la mesure. Pour connaitre la tendance de pression avec un baromètre, il faut comparer la valeur de la pression atmosphérique à un instant donné avec une valeur précédemment relevée. Calculez donc la différence entre la mesure actuelle et une mesure faite une heure auparavant.
- Sur la plupart des instruments, vous pouvez vous servir d’une aiguille de pointage qui se règle manuellement et qui permet de marquer une valeur sur l’échelle graduée. Cette aiguille ne bougera pas et vous aidera à visualiser les variations récentes de la pression atmosphérique.
La pression atmosphérique diminue de façon plus ou moins exponentielle avec l’altitude. Plus vous êtes haut par rapport au niveau de la mer, et moins la pression est importante. En d’autres termes, cela signifie que pour une même valeur de pression atmosphérique, un Costaricain qui vit au bord de l’océan fera face à une tempête tropicale, tandis que la météo estivale sera parfaitement calme pour un habitant de Denver, étant donné que cette ville se trouve à 1 600 mètres d’altitude.
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Partie 2

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Calculer la pression

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C’est le physicien italien Torricelli qui a conçu le premier de ces instruments en partant du principe que la pression de l’air moyenne est capable d’ « aspirer » 76 cm (soit 760 mm) de mercure (un métal dont le symbole est Hg et qui est liquide dans des conditions normales de température et de pression) à l’intérieur d’un tube à essai sous vide. D’autres mathématiciens ont par la suite employé d’autres unités de pression, mais l’unité d’origine est restée en usage. C’est pour cette raison que l’on parle de millimètres de mercure ou mmHg ^{[1]XSource de recherche}.
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Familiarisez-vous avec les unités de pression. La pression correspond toujours à l’expression d’une force par unité de surface. Cependant, la force et la surface peuvent être exprimées de différentes façons ^{[2]XSource de recherche}. Le plus souvent, la pression atmosphérique est exprimée en psi, c’est-à-dire en pouces par pouce au carré. On peut aussi la rencontrer en « atmosphères », une atmosphère valant 14,7 psis. Dans le monde anglo-saxon, on parle très souvent de la pression de l’air en « pouces de mercure », et c’est dans cette unité que sont gradués les baromètres. En météorologie, on parlera plus volontiers en « millibars ». Un millibar est égal à une dyne (g•cm/sec^2) par cm carré dans le système CGS ^{[3]XSource de recherche}.
- 14,7 psis sont une valeur moyenne de la pression atmosphérique au niveau de la mer dans des conditions normales de température et de pression (CNTP). Les CNTP sont des valeurs considérées comme « normales » pour la pression atmosphérique et qui sont utilisées partout dans le monde. Le chiffre 14,7 est en fait le résultat d’une moyenne calculée à partir d’un grand nombre de mesures réalisées au niveau de la mer. On ne parle presque jamais en atmosphères lorsque l’on fait de la météorologie.
- Le millibar est une unité très pratique pour analyser la pression de l’air. 1 033 millibars valent une atmosphère, 14,7 psis ou 30 pouces de mercure. C’est pour cette raison que la plupart des relevés destinés à l’aviation ou des bulletins météorologiques sont rédigés en millibars. En effet, la pression au niveau de la mer est souvent très proche de 1 000 millibars.
- Les baromètres américains sont presque systématiquement gradués en pouces de mercure. On lit les graduations de l’instrument en arrondissant au centième de pouce le plus proche, on dira par exemple « 29,93 pouces ». Par ailleurs, dans le domaine de l’aviation, les tours de contrôle du monde entier fournissent aux pilotes la pression corrigée au niveau de la mer en pouces de mercure, sans tenir compte de l’altitude de l’aéroport.
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Convertissez les valeurs ^{[4]XSource de recherche}. Si vous ne pouvez pas lire les valeurs dont vous avez besoin directement sur un baromètre, il va surement falloir que vous passiez les données que l’on vous fournit dans une autre unité. Il existe des constantes qui permettent de transformer les millibars en psi, en atmosphères ou en mm de mercure ^{[5]XSource de recherche}.
- Pour convertir des pouces de mercure en millibars, il faut simplement multiplier la valeur par 34,433. $1033/30=34,433$ .
- Pour convertir des psis en mm de mercure, multipliez le chiffre connu par 51,7. $760/14,7=51,7$ .
- Pour passer des psis aux pouces de mercure, multipliez-les par 2,041. $30/14,7=2,041$ .
- On transforme les pouces de mercure (ou inHg) en mm de mercure (ou mmHg) en multipliant par 25,33. $760/30=25,33$ .
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Conseils

Les météorologues réalisent leurs prévisions en observant les variations des mesures de la pression atmosphérique. Les informations lues sur le baromètre au fil des heures sont complétées par la connaissance qu’ils ont de la force et du sens des vents.
Il n’est pas possible de déduire la pression atmosphérique à partir de la forme des nuages, de la couleur du ciel, ni d’aucune autre méthode d’observation directe. Les mesures les plus fiables sont réalisées grâce à un instrument d’une très grande précision, le baromètre anéroïde.