modèle (numérique) de prévision (du temps ou météorologique)   Niveau d'explication :    Les lois de la prévision Le temps sensible en un lieu et à un moment donnés ( vent , température , nébulosité , hauteur de précipitation ...) dépend de l'état dynamique, thermique et hygrométrique du fluide que constitue l' air atmosphérique et qui se trouve, à ce moment, aux alentours et au-dessus de ce lieu : il y aura du vent si la parcelle de fluide ainsi étudiée est le siège de mouvements rapides, il fera chaud si elle provient des régions tropicales, le ciel sera nuageux si certaines des couches horizontales qui la composent sont saturées en humidité et chargées de gouttelettes d'eau... Assurer la prévision du temps en ce lieu revient donc à déterminer à l'avance l'état d'un ensemble d'éléments homogènes de cette parcelle , chacun de ces éléments étant caractérisé par un petit nombre de grandeurs physiques telles que la pression atmosphérique , la température, l' humidité relative , le vent et la teneur en eau liquide. L'évolution du fluide atmosphérique, soumis à des forces externes — telles que la pesanteur , la force de Coriolis due à la rotation de la Terre sur elle-même, la force de frottement — et à des forces internes — les différences de pression , la poussée d'Archimède — , obéit aux lois physiques de conservation de la masse, de l'énergie et de la quantité de mouvement . Ces lois permettent en théorie de prévoir la manière dont évoluera le fluide, pourvu que l'on connaisse son état à l'instant initial de la prévision : elles permettent en effet de déterminer alors les sept grandeurs descriptives du comportement physique de l' atmosphère — vent zonal , vent méridien , vent vertical , pression atmosphérique, température, masse volumique , humidité relative — , en liant ces grandeurs par un système de sept équations considérées comme applicables à une parcelle d'air donnée. Ces équations sont : les trois projections de la loi de Newton suivant les axes d'un référentiel lié à la Terre (qui exigent de savoir exprimer l'ensemble des forces s'appliquant à la parcelle), l' équation d'état de l'air , l' équation de continuité (qui relie au cours du temps la variation relative de la masse volumique à la divergence du vent lors du mouvement d'une parcelle dont la masse reste constante), la loi de variation au cours du temps de la température en conformité avec le premier principe de la thermodynamique (qui exige de savoir exprimer les apports et les pertes de chaleur éprouvés par la parcelle), la loi de variation au cours du temps de l' humidité spécifique (qui exige de savoir exprimer les apports et les pertes de vapeur d'eau dans la parcelle par évaporation et condensation ). La simulation numérique La simulation numérique est le principal outil employé par les météorologistes pour prévoir l'évolution de l'atmosphère, et donc le temps qu'il va faire. Elle procède en quatre étapes : Premièrement, on divise l'atmosphère en un grand nombre de "boîtes" élémentaires, correspondant aux éléments de parcelle homogènes dont il a été question plus haut. Typiquement, les dimensions de ces boîtes sont d'une dizaine à une centaine de kilomètres horizontalement et de quelques centaines de mètres verticalement. Deuxièmement, les observations météorologiques effectuées en permanence dans le monde entier permettent de connaître de façon approchée l'état initial du fluide, autrement dit, les valeurs numériques initiales de variables telles que la pression, la température, les composantes du vent, etc., dans chacune de ces boîtes élémentaires. Troisièmement, les lois physiques de conservation sont d'abord traduites en équations mathématiques comme rappelé ci-dessus, puis "numérisées" pour pouvoir être appliquées aux variables à l'aide d'un ordinateur. On aboutit ainsi à un logiciel extrêmement complexe, le modèle numérique de prévision météorologique, qui va permettre de calculer pas à pas l'évolution de l'atmosphère dans chacune des boîtes élémentaires. Quatrièmement, enfin, ce modèle, à l'issue du calcul, donne les nouvelles valeurs des variables pression, température, composantes du vent, etc., dans chacune des boîtes. Ces valeurs peuvent être prévues par les modèles numériques de prévision actuels à des échéances allant de 6 heures environ — dans la prévision à très courte échéance — jusqu'à 10 jours à peu près. Au-delà de 7 jours, cependant, l'imperfection des mesures, les imprécisions contenues dans le modèle numérique et la structure même de l'atmosphère rendent les résultats plus difficilement utilisables. Un article du glossaire réunit un ou plusieurs textes explicatifs. D'éventuels articles rattachés sont présentés dans chacun de ces textes. Les mots surlignés repèrent les passages de présentation des articles rattachés. 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