AGROMÉTÉOROLOGIE

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Banques de données et réseaux météorologiques

Les données météorologiques nécessaires

Il s'agit des données météorologiques de base qui doivent être disponibles, moyennées ou cumulées, à différentes échelles de temps (l'heure, le jour, la décade, le mois, la saison ou l'année).

Cinq variables météorologiques sont principalement utilisées en agrométéorologie : il s'agit de la température de l'air (mesurée sous abri à 2 mètres au-dessus du sol), de la pression partielle de vapeur d'eau dans l'air (mesurée sous abri à la même hauteur), de la vitesse du vent (mesurée à 10 mètres au-dessus du sol), du rayonnement solaire global (ou de la durée d'insolation journalière) et de la pluviométrie. Les trois premières variables physiques sont des variables « intensives » au sens où elles décrivent l'état d'un système à un instant donné, tandis que les deux autres sont des variables « extensives » qui quantifient un échange d'énergie ou de masse entre l'atmosphère et le sol. On utilise également des variables dérivées, telles que l'humidité relative de l'air, qui dépend de la température et de la pression partielle de vapeur d'eau.

Les banques de données agrométéorologiques

Elles sont issues des données météorologiques de base, après deux types de transformation : d'une part, des opérations de moyenne temporelle, d'autre part, des calculs de variables agroclimatiques élaborées, combinant en une formule des données météorologiques de base. Par exemple, l'évapotranspiration potentielle calculée par la formule de Penman combine les effets de la durée d'insolation, de la température de l'air, de l'humidité de l'air et de la vitesse du vent.

Les principales variables agroclimatiques sont les sommes de températures au-dessus d'un seuil, l'évapotranspiration potentielle (E.T.P.), le bilan hydrique potentiel (pluie-E.T.P.), ainsi que différents termes du bilan hydrique réel du sol.

Les pas de temps les plus utilisés en agrométéorologie sont d'une part de l'ordre de la décade (dix ou onze jours) et d'autre part la saison.

Les réseaux météorologiques

La couverture spatiale du territoire français sur le plan météorologique est assurée par deux réseaux différents : d'une part, le réseau météorologique permanent multiparamètres (dit « synoptique », c'est-à-dire avec des observations simultanées aux différents points du réseau), constitué d'au moins une station par département ; d'autre part, le réseau climatologique national, regroupant environ trois mille cinq cents postes pluviométriques et deux mille postes thermométriques.

La maille moyenne du réseau synoptique est de 60 kilomètres, celle du réseau thermométrique de 20 kilomètres.

Ces deux réseaux de base ont été complétés par des réseaux de stations automatisées (mesurant de deux à cinq paramètres) qui sont répartis sur le territoire français, avec en moyenne environ une dizaine de stations par département (soit une station tous les vingt-cinq kilomètres). Les données de ces stations automatisées peuvent être concentrées sur un serveur en temps réel et, donc, être disponibles et consultables pour les différents utilisateurs (le météorologue, l'agronome ou l'agriculteur).

Les échelles d'espace

On distingue trois échelles spatiales différentes d'investigation : l'échelle du climat régional, l'échelle du topoclimat et l'échelle du microclimat. Ce sont des échelles imbriquées les unes dans les autres.

Le climat régional permet de décrire les traits généraux du climat d'une région à une échelle caractéristique de l'ordre de 100 kilomètres, et qui de ce fait ne peut prendre en compte les particularités dues au relief au sein de cette région.

Le topoclimat correspond à l'échelle à laquelle peuvent apparaître des modulations des caractéristiques climatiques régionales dues à la topographie, c'est-à-dire à une échelle spatiale de l'ordre de 10 kilomètres en zone de plaine et de 1 kilomètre en zone de montagne.

Enfin, le microclimat correspond à l'échelle où se manifestent les traits particuliers liés à l'aménagement de l'espace rural par l'homme : la présence de haies ou de brise-vent, les ombres portées en zone montagneuse, l'effet des pratiques agricoles telles que l'irrigation. C'est l'échelle de la parcelle agricole en France, de la centaine de mètres en plaine, et de la dizaine de mètres en montagne.

L'analyse des données climatiques

Elle consiste à réaliser une analyse statistique des données, de façon à faire apparaître et quantifier la variabilité spatiotemporelle du climat.

Cette variabilité peut être étudiée sur la base de l'analyse de longues séries chronologiques, continues et homogènes, de variables climatiques ou agroclimatiques sur une période de trente ans, la référence actuelle étant la période 1971-2000, sur laquelle des statistiques trentenaires sont disponibles à l'échelle temporelle de la décade, du mois, de la saison et de l'année.

L'établissement des critères statistiques centraux (moyenne et médiane) et de dispersion (quantiles, valeurs extrêmes, écart-type, coefficient de variation) permet ensuite de quantifier la variabilité interannuelle (laquelle doit être considérée comme un caractère intrinsèque du climat), et de diagnostiquer quantitativement, par l'écart à la normale ou par la position de l'année considérée au sein de la distribution statistique, toute anomalie climatique (sécheresse, vague de froid, vague de chaleur, etc.), quant à son caractère plus ou moins exceptionnel.

Sécheresse au pays de Galles en 1976

Photographie : Sécheresse au pays de Galles en 1976

Cette vaste dépression quasi sèche est en fait le réservoir d'eau de Taf Fechan, au pays de Galles, lors de la sécheresse qui affecta toute l'Europe de l'Ouest en 1976. 

Crédits : Frank Barratt/ Fox Photos/ Hulton Archive/ Getty Images

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Variabilité interanuelle

Dessin : Variabilité interanuelle

Exemple de l'étude d'une variabilité interannuelle. L'ensemble des chiffres considérés (les années) est classé par ordre croissant (ici des températures moyennes de novembre à Orléans pendant vingt ans) et divisé en cinq classes. Pour vingt années, une classe correspond donc à quatre... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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L'analyse de la variabilité spatiale nécessite, pour sa part, la mise en œuvre de méthodes de cartographie, qu'elles soient manuelles ou automatisées.

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Végétaux : température sur le développement

Végétaux : température sur le développement
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Céréales : besoins thermiques des maïs

Céréales : besoins thermiques des maïs
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Végétaux : réactions au stress hydrique

Végétaux : réactions au stress hydrique
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Céréales : rendement du maïs avec restriction d'eau

Céréales : rendement du maïs avec restriction d'eau
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Écrit par :

  • : ingénieur diplômé de l'École polytechnique, ingénieur civil de la météorologie, responsable du département coordination régionale à Météo France
  • : ingénieur des Ponts et Chaussées, responsable de la division d'agro-météorologie, Météo France

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Pour citer l’article

Emmanuel CHOISNEL, Emmanuel CLOPPET, « AGROMÉTÉOROLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/agrometeorologie/