Guide météorologique Météo à l'oeil

Ce matériel convivial explique en termes simples les notions de base du temps. Vous y trouverez une foule de faits en bref, d’activités et d’expériences qui vous aideront à les aider. Vous pouvez vous servir seulement du guide ou y joindre le programme et faire de votre cours de sciences la meilleure partie de la journée de vos élèves!

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Chapitre 1 - Premières étapes

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• L'installation de votre premier poste d'observation météorologique
  • Baromètre
  • Thermomètre
  • Psychromètre fronde
  • Pluviomètre
  • Mesurer la neige
  • Comparer la pluie et la neige
  • Radiomètre UV
  • Anémomètre
• Vent, nuages et phénomènes météorologiques
  • Direction du vent
  • Couverture nuageuse
  • Types de nuage
  • Un dernier point

L'installation de votre premier poste d'observation météorologique

La trousse complète de Météo à l'oil comprend un ensemble d'instruments météorologiques ainsi que des feuilles de route pour consigner vos observations. Si vous avez obtenu des instruments météorologiques d'une autre source, vous pouvez quand même imprimer des copies des feuilles de route et des formulaires de graphiques à partir du coin des enseignant sur notre site web, par l'entremise du lien dans le menu de gauche à La météo au Canada.

Ce chapitre vise avant tout à vous aider à installer ces instruments de sorte que vos élèves puissent commencer sans tarder à réaliser des observations météorologiques. Les observations et les rapports météorologiques périodiques renforceront ce qu'ils apprendront en classe.

Conseils 1.1

À divers endroits dans ce guide, on vous donnera des instructions complètes pout permetrre aux élèves de créer des équivalents maison de la plupart de ces instruments.

Baromètre

Le baromètre mesure la pression atmosphérique c'est-à-dire le poids d'une colonne d'air à un endroit donné, tel que votre école. En règle générale, lorsque la pression atmosphérique augmente, le beau temps approche; par contre, une chute de la pression atmosphérique annonce l'arrivée de temps incertain.

Mais tel n'est pas toujours le cas, comme vous le découvrirez au cours de votre année à titre de météophile. Utilisez les termes de la météo inscrits sur le baromètre avec prudence - stormy (orageux), rain (pluie), change (changeant), fair (beau) et very dry (très sec). Fiez-vous plutôt aux relevés numériques pour la journée et aux tendances qui se dégageront des relevés successifs.

Avant d'utiliser le baromètre pour la première fois, réglez-le en fonction de la pression au niveau moyen de la mer pour votre région. Vous n'avez à le faire qu'une seule fois. Il y a plusieurs façons d'obtenir la pression atmosphérique actuelle dans votre localité.

• regardez la météo locale à la télévision;
• si vous êtes dans le rayon de portée d'un émetteur, écoutez la Radiométéo d'Environnement Canada, ou
• consultez le bulletin météorologique pour votre région sur l'un des sites Internet d'Environnement Canada tels que La météo au Canada

Activité 1.1

Demandez à vos élèves de se rendre au site Internet La météo au Canada et d'y trouver la pression atmosphérique pour votre localité ce jour-là. À partir de la page d'accueil, choisissez votre province ou votre territoire et cliquez ensuite sur votre ville ou choisissez d'autres villes à parti du menu à gauche de droite.

Conseils 1.2

Environnement Canada exprime la pression atmosphérique en kilopascals. La plupart des baromètres mesurent toutefois la pression atmosphérique en pouces et milibars. Pour convertir les kilopascals en millibars, multipliez par 10 le nombre de kilopascals. Pour convertir les kilopascals en pouces, divisez le nombre de kilopascals par 3,386.

Si rien d'autre ne fonctionne, par exemple si l'aiguille noire ne réagit pas comme il se doit aux changements de pression, veuillez appeler votre coordonnateur des météophiles.

Conseils 1.3

Pour convertir les pouces en kilopascals, multipliez par 3,386 et pour convertir les millibars en kilopascals, divisez le résultat en millibars par 10. Par exemple, une lecture de 29,91 pouces est équivalente à 1013,1 millibars ou 101,31 kilopascals.

Dès que vous aurez obtenu le relevé au niveau moyen de la mer dans les unités correspondantes pour votre baromètre, réglez le baromètre sans tarder le relevé ne sera plus représentatif si vous attendez une heure ou deux. Tournez le baromètre à l'envers et ajustez la petite vis portant les inscriptions + et - jusqu'à ce que l'aiguille noire située au devant du baromètre s'aligne au-dessus de la pression atmosphérique actuelle. L'aiguille noire se déplacera chaque fois que la pression d'air changera. Maintenant, tournez le bouton doré sur la face du baromètre jusqu'à ce que l'aiguille dorée se place au-dessus de l'aiguille noire. L'aiguille dorée agit comme point de référence et restera en place à moins que vous ne la déplaciez. L'écart entre les deux vous indique si la pression atmosphérique a augmenté ou diminué.

À l'aide d'un clou ou d'une vis à petite tête, suspendez le baromètre au niveau des yeux sur un mur intérieur, loin de la lumière directe du soleil, de la chaleur ou des climatiseurs. La lumière du soleil ou une poussée soudaine d'air chaud ou froid peuvent affecter les relevés. Veillez à ne pas retirer le baromètre du mur pour en effectuer la lecture.

Pour effectuer le relevé, donnez tout d'abord un petit coup sur le baromètre. Attendez environ une minute et faites le relevé. Convertissez ensuite le résultat en kilopascals, si nécessaire, et consignez-le sur la feuille de route de Météo à l'oil. Enfin, rétablissez la position de l'aiguille dorée en la plaçant sur l'aiguille noire.

Thermomètre

Le thermomètre compris dans la trousse de Météo à l'oil mesure non seulement la température actuelle mais aussi la température minimum, ou la plus basse, et la température maximum, ou la plus haute, depuis le dernier retour à la position initiale. Ce type de thermomètre utilise habituellement une colonne d'alcool ou une spirale de métal pour réagir aux changements de température. Toutefois, il n'est pas nécessaire de disposer d'un thermomètre maximum/minimum pour participer au programme Météo à l'oil. Si votre thermomètre ne mesure que la température actuelle, vous pouvez laisser les autres champs en blanc lorsque vous consignerez votre observation météorologique.

Fait à noter

Parce que le mercure gèle lorsque la température chute en deçà de -38 oC, Environnement Canada utilise des thermomètres à alcool et des thermistances, une version électronique du thermomètre, pour relever les températures lorsqu'un tel froid sévit.

Suspendez le thermomètre au niveau des yeux et loin des rayons directs du soleil. Le meilleur endroit pourrait  être un lieu sûr, ombragé et gazonné, du côté nord de votre école. Essayez de prévoir une circulation d'air autour de l'unité : cela améliorera le temps de réaction du thermomètre au changement de la température de l'air. Les thermomètres qui utilisent une spirale de métal peuvent réagir plus lentement que le type normal de thermomètre qui utilise un liquide dans un tube de verre. Cela dépend, en partie, de la masse même de la spirale de métal, et en partie du fait que l'encastrement de la spirale de métal réduit la circulation d'air à sa surface.

Si vous ne disposez pas de lieu sûr pour installer l'instrument en permanence, entreposez le thermomètre dans la salle de classe et suspendez-le à l'extérieur environ 30 minutes avant de faire le relevé quotidien. Toutefois, si vous procédez ainsi, vous ne pourrez que relever la température à ce moment-là. Si le thermomètre demeure à l'extérieur en permanence, vous pourrez relever la température actuelle ainsi que les températures maximum et minimum.

Certains thermomètres sont calibrés en degrés à la fois Celsius et Fahrenheit. L'échelle Celsius est celle que vous utiliserez pour consigner vos relevés sur la feuille de route de Météo à l'oil.

Les thermomètres maximum/minimum devraient être remis à zéro après chaque observation.

Conseils 1.4

Pour convertir les degrés Fahrenheit en degrés Celsius, soustrayez 32 de la température et multipliez ensuite par 5/9. Pour convertir de degrés Celsius en degrés Fahrenheit, multipliez la températu par 9/5 et ajoutez 32. Vous voudrez peut-être demander à vos élèves de convertir ces fractions en décimale, ces dernière étant plus faciles à utiliser.

Activité 1.2

À l'aide des formules de conversion, demandez à vos élèves de convertir les températures les plus basses et les plus élevées jamais enregistrées au Canada. Les deux records ont été établis avant l'introduction du système métrique au Canada. La température la plus élevée a été de 107 oF à Yellow Grass e Midale en Saskatchewan, en 1937. La température la plus basse a été de -81 oF à Snag, au Yukon, le 3 février 1947. Vous voudrez peut-être demander à vos élèves de trouver ces localités sur des cartes du Yukon et de la Saskatchewan. (Soit dit en passant, les réponses sont 45 oC et 63 oC respectivement).

Psychromètre fronde

Cet instrument vous permettra de déterminer le point de rosée et l'humidité relative. Le psychromètre fronde contient deux thermomètres à alcool. Le bulbe à l'extrémité de l'un des thermomètres est recouvert de tissu, que vous mouillerez avant l'utilisation. Ce thermomètre est appelé « thermomètre mouillé ». Puisqu'il faut de la chaleur pour l'évaporation, le thermomètre mouillé enregistrera une baisse de la température à mesure que l'eau s'évaporera du tissu. L'autre thermomètre est appelé « thermomètre sec ». Puisqu'il n'y a pas d'eau et donc aucune évaporation dans ce cas, le thermomètre sec indiquera la température présente de l'air.

La différence de température entre les deux thermomètres indique la quantité de vapeur d'eau dans l'air. Dans l'air, l'eau s'évaporera rapidement et occasionnera une baisse rapide de la température du thermomètre mouillé. Ceci accroîtra la différence entre les relevés des deux thermomètres. Si l'air est humide, peu d'eau s'évaporera du thermomètre mouillé et la baisse de température sera faible, de même que la différence entre les lectures.

À l'aide de cet instrument, vous pouvez vérifier l'humidité relative à l'intérieur et aussi à l'extérieur de votre école, lorsque la température dépasse 10 oC. Il ne convient pas à une utilisation à l'année longue, lorsque les températures sont plus froides. Lorsque les températures sont sous le point de congélation, l'eau sur le thermomètre mouillé gèle; il faut alors utiliser une technique différente. Pour cette raison, le point de rosée et l'humidité ne feront pas partie de vos observations quotidiennes des météophiles tout au long de l'année scolaire.

À l'automne et au printemps cependant, le calcul quotidien de l'humidité relative permettra à vos élèves de mieux comprendre la matière.

Pour utiliser le psychromètre fronde, il faut tout d'abord mouiller le tissu à l'extrémité du thermomètre mouillé avec de l'eau, en veillant à le saturer complètement. Il faut prendre soin de ne pas envoyer d'eau sur le thermomètre sec. Si cela arrive, asséchez-le complètement à l'aide d'un essuie-tout avant de débuter l'observation.

Placez-vous dans un endroit ouvert, à l'intérieur ou à l'extérieur, à distance d'une longueur de bras de tout objet que vous pourriez heurter. Empoignez le psychromètre par la poignée de bois et faites-le tourner vigoureusement en exécutant au moins 60 révolutions, ou jusqu'à ce que les relevés se stabilisent. Inscrivez rapidement la température en degrés Celsius affichée par chacun des thermomètres, en lisant tout d'abord le thermomètre mouillé. La température du thermomètre mouillé sera toujours égale ou inférieure à celle du thermomètre sec. Soustrayez la température du thermomètre mouillé de celle du thermomètre sec. La différence s'appelle la dépression.

À l'aide des tableaux fournis, trouvez la température relevée sur le thermomètre sec dans la colonne de gauche et la dépression du thermomètre mouillé dans les lignes au sommet. Suivez le long de la ligne et dans la colonne vers le bas jusqu'à l'intersection des deux observations. À l'intersection, vous trouverez le point de rosée et l'humidité relative correspondant à ces lectures. Inscrivez-les dans l'espace prévu sur votre feuille de relevés.

Les concepts du point de rosée et de l'humidité relatives sont décrits plus en détail au chapitre 2.

Pluviomètre

Le pluviomètre sert à mesurer la quantité de pluie tombée. Le pluviomètre de Météo à l'oil a deux échelles: une en millimètres et l'autre en pouces. Puisque Environnement Canada utilise le système métrique, vous consignerez vos observations en millimètres sur la feuille de relevés de Météo à l'oil.

Conseils 1.5

Pour convertir des pouces en millimètre, multipliez par 25,4, et, à l'inverse, pour convertir les millimètre en pouces, divisez par 25,4.

Pour installer le pluviomètre, fixez-le à un poteau tel un poteau de clôture à l'aide de l'attache et des vis incluses. S'il n'y a pas de poteau, affûtez un piquet de bois d'une hauteur de 1 à 1,5 mètre et enfoncez-le dans le sol. Veillez à ce que le sommet du pluviomètre dépasse celui du poteau et que ce dernier soit situé loin des immeubles, des arbres, des gouttières ou d'autres structures qui pourraient empêcher la pluie de tomber dans le pluviomètre. Lorsque vous installez le pluviomètre, veillez à ce que l'ouverture soit de niveau - et non inclinée - et que le côté métrique soit tourné vers l'extérieur. De cette façon, vous pourrez procéder plus facilement aux relevés.

Pour faire un relevé, inscrivez, en millimètres, le niveau de l'eau sur votre feuille de relevés de Météo à l'oil.

N'oubliez pas de vider le pluviomètre et de bien l'assécher avec un linge propre après chaque relevé.

Mesurer la neige

La neige est plus volumineuse que la pluie et est donc mesurée en centimètres plutôt qu'en millimètres. On mesure habituellement la profondeur de la neige à l'aide d'une longue règle ou d'un mètre. Il s'agit tout d'abord de trouver une étendue de neige vierge sur un terrain plat et ouvert, loin des arbres ou des surplombs de toits. Évitez, si possible, les endroits où la neige s'est amoncelée en bancs de neige ou ceux d'où le vent a balayé la neige fraîche.

En gardant la règle bien droite, enfoncez-la dans la neige jusqu'à ce qu'elle touche le sol. Mesurez la profondeur de la neige en centimètres. Répétez cette manouvre plusieurs fois à divers endroits. Calculez ensuite la profondeur moyenne de la neige au sol en totalisant vos mesures et en divisant le chiffre ainsi obtenu par le nombre de mesures effectuées.

Il y a trois façons de savoir combien de neige est tombée depuis votre dernière observation - la dernière fois que vous avez effectué une mesure.

1. Soustrayez la quantité de neige au sol enregistrée lors du dernier relevé de la quantité de neige au sol enregistrée aujourd'hui. La différence représentera la quantité de nouvelle neige tombée.

Mise en garde
Parfois, le relevé de la journée est inférieur au relevé précédent. Ce phénomène survient lorsque la neige a fondu, ou que le poids de la nouvelle neige a compacté la couche inférieure, ou encore lorsque les mesures sont prises à des endroits différents.

2. Utilisez une planche à neige. Vous pouvez fabriquer une planche à neige à l'aide de bouts de contreplaqué ou d'arborite d'environ 40 x 40 cm. La planche à neige doit être assez légère pour reposer sur la neige mais assez lourde pour rester en place par temps venteux.

Trouvez un endroit dans la cour d'école éloigné des arbres et des surplombs de toiture mais où la poudrerie ne s'accumule pas. Enfoncez la planche dans la neige jusqu'à ce que sa surface supérieure soit au même niveau que la surface de la neige. Si l'on prévoit d'importantes chutes de neige, utilisez un drapeau ou un bâton pour marquer l'emplacement de la planche afin de pouvoir la retrouver le jour suivant. Après avoir mesuré la quantité de neige accumulée sur la planche, nettoyez-la et replacez-la dans la neige.

3. Trouvez un endroit dans la cour d'école duquel vous pouvez retirer toute la neige après chaque mesure. Cet endroit, tout comme celui réservé à la planche à neige, devrait être loin des arbres, des surplombs de toitures et des endroits où s'accumulent les bancs de neige. Après avoir mesuré la quantité de neige tombée, enlevez toute la neige.

Mise en garde
Il peut arriver que vos mesures ne concordent pas avec la météo du jour. Cela peut survenir lorsque de forts vents ont soufflé la neige sur votre planche à neige ou sur l'endroit qui sert à prendre les mesures. Le cas échéant, utilisez votre gros bon sens et demandez-vous s'il a vraiment neigé depuis le dernier relevé ou la dernière observation.

Consignez votre relevé en centimètres sur la feuille de relevés de Météo à l'oil.

Comparer la pluie et la neige

La pluie et la neige sont mesurées à l'aide d'unités différentes. Lorsqu'il neige ou qu'il pleut le même jour ou que vous voulez comparer les deux, il vous faut calculer la teneur en eau de la neige. Pour ce faire, vous utilisez le pluviomètre et mesurez la teneur en eau en millimètres.

Après une chute de neige, apportez le pluviomètre rempli de neige à l'intérieur et laissez fondre la neige. Mesurez ensuite la quantité d'eau dans le pluviomètre. En général, 10 centimètres de neige produisent 10 millimètres d'eau, soit un ratio de 10 à 1.

Il y a cependant des exceptions. Une neige mouillée qui tombe lorsque la température approche le point de congélation, ou 0 °C, peut produire 10 millimètres d'eau pour chaque 6 centimètres de neige, pour un ratio de 6 à 1. Par contre, la neige poudreuse très sèche qui fait la joie des skieurs peut afficher un ratio neige-eau de 30 à 1. C'est-à-dire que 30 centimètres de neige produisent 10 millimètres d'eau.

Aux fins du rapport des météophiles, si vous avez reçu à la fois de la neige et de la pluie le même jour, mesurez la quantité totale de liquide dans le pluviomètre, en millimètres, et inscrivez le chiffre à la rubrique « Précipitations ».

Radiomètre UV

Si votre école dispose d'un radiomètre UV, vous constaterez que les activités qui font appel au radiomètre sont les plus efficaces lorsque les niveaux UV sont supérieurs à 3 habituellement de 11 h à 16 h par temps ensoleillé, en mai ou juin.

Un radiomètre UV mesure à quel point le rayonnement UV brûle la peau humaine et exprime cette donnée au moyen de l'indice UV. De nombreux radiomètres s'allument automatiquement lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil. Consultez le manuel d'instructions pour déterminer si votre modèle devrait être utilisé à plat ou être incliné. Quoi qu'il en soit, tenez le radiomètre dans la paume de votre main, à environ 30 centimètres de votre corps et pas à l'ombre. Pour obtenir de meilleurs résultats, éloignez-vous des immeubles qui pourraient réfléchir une lumière supplémentaire. Veillez à ce que vos doigts ou d'autres objets ne jettent pas de l'ombre sur le radiomètre, particulièrement sur la fenêtre du capteur situé au devant du radiomètre. Essayez de ne pas toucher la fenêtre du capteur puisque cela peut l'égratigner ou la strier, et influer sur les relevés.

Une fois le radiomètre retiré du soleil, il se placera en mode de veille et s'éteindra complètement par la suite pour préserver la pile.

Pour prolonger la vie de la pile de votre radiomètre, vous voudrez peut-être la retirer complètement du radiomètre lorsque l'appareil est entreposé durant les congés scolaires.

Anémomètre

The wind gauge, which is also called an anemometer, measures the force or speed of the wind. To use the wind gauge stand in an open spot away from any buildings, hills, walls or trees which may block the wind or change its direction and speed.

L'anémomètre mesure la force ou la vitesse du vent. Pour l'utiliser, tenez-vous debout dans un endroit ouvert, loin de tout immeuble, côte, mur ou arbre susceptible de bloquer le vent ou de modifier sa direction et sa vitesse.

Tout d'abord, dépliez la poignée de l'anémomètre. Elle est située du côté gauche du dispositif de mesure, lorsque vous faites face au cadran. Fixez la poignée en place en faisant glisser vers la gauche le verrou situé au-dessous du dispositif de mesure. Découvrez d'où vient le vent en regardant la direction que prennent les branches des arbres ou les drapeaux. Tenez ensuite l'anémomètre dans les airs et dans le vent de sorte que le cadran vous fasse face. Regardez la vitesse indiquée sur le cadran. Tournez légèrement le dispositif indicateur vers la gauche et ensuite vers la droite pour savoir dans quelle direction la vitesse du vent est la plus élevée. Prenez note de cette mesure.

L'anémomètre mesure la vitesse en milles à l'heure et en mètres à la seconde. Environnement Canada enregistre toutefois la vitesse du vent en kilomètres à l'heure. Vous devez convertir le relevé en kilomètres à l'heure avant de l'inscrire sur la feuille de relevés de Météo à l'oil.

Cet anémomètre n'est pas fiable pour les vents inférieurs à 10 kilomètres à l'heure. Lorsque les vents sont légers, vous voudrez peut-être utiliser l'échelle de Beaufort pour estimer la vitesse du vent. L'amiral britannique Sir Francis Beaufort a inventé cette échelle, en 1805, pour estimer la vitesse des vents en mer. L'échelle a ensuite été modifiée pour pouvoir être utilisée sur terre.

Conseils 1.6

Pour convertir les miles l'heure en kilomètres à l'heure, multipliez le chiffre obtenu par 1,6. Un relevé de 10 miles à l'heure équivaut à 16 kilomètre à l'heure. Pour convertir les mètres à la seconde en kilomètres à l'heure, multipliez le chiffre obtenu par 3,6.

Activité 1.3

Demandez à vos élèves de concevoir leur propre échelle de vent en fonction de ce qu'ils peuvent observer autotour d'eux tout en consignant la vitesse des vents pour les météophiles -- drapeaux qui battent au vent, feuilles, chassées par le vent, etc.

L'échelle de Beaufort

Vent, Nuages et Phénomènes Météorologiques

Dans le cadre du programme des météophiles, vous consignez également la direction du vent ainsi que l'importance de la couverture nuageuse. De plus, vous décrivez la météo du jour en utilisant l'un des termes inscrits sous la rubrique Phénomènes sur la feuille de relevés de Météo à l'oil. Les phénomènes météorologiques comprennent la brume sèche, la poudrerie, le brouillard, la bruine et la pluie.

Direction du vent

La direction du vent est la direction d'où vient le vent. Un vent du nord, par exemple, souffle en provenance du nord. Il y a deux façons de trouver la direction du vent. Vous pouvez fabriquer une banderole en suivant les instructions à la page 66 ou vous pouvez utiliser une boussole, à titre de référence.

Si vous choisissez d'utiliser une boussole, sortez à l'extérieur et, à l'aide de la boussole, trouvez le nord. Choisissez ensuite un point de repère tel qu'une colline, un immeuble ou un lac pour identifier l'un des quatre points de la boussole -- le nord, le sud, l'est ou l'ouest. Il s'agit de votre point de référence. Pour trouver d'où vient le vent, regardez dans quelle direction volent les drapeaux ou penchent les branches des arbres par rapport à votre point de référence.

Si les drapeaux et les branches des arbres ne bougent pas et que vous ne sentez absolument aucun vent, le vent est calme; inscrivez 0 pour la vitesse et la direction du vent.

Couverture nuageuse

Le programme des météophiles utilise quatre catégories pour décrire la superficie recouverte par les nuages d'un horizon à l'autre.

• 1. Dégagé
  • Aucun nuage dans le ciel
• 2. Quelques nuages
  • Moins de la moitié du ciel est recouverte de nuages
• 3. Nuageux
  • Plus de la moitié du ciel est recouverte de nuages
• 4. Couvert
  • Tout le ciel est recouvert de nuages

Types de nuages

Il existe au moins douze différents types de nuages. Vous voudrez peut-être les identifier sur votre feuille de relevés de Météo à l'oil, à la rubrique renseignements supplémentaires, même s'ils ne font pas partie des renseignements que vous envoyez à Environnement Canada. Les nuages sont expliqués voir le chapitre 3: Éléments météorologiques .

Un dernier point

Vos élèves peuvent commencer à envoyer leurs rapports météo à tout moment. Ils apprécieront davantage la matière s'ils suivent les tendances du temps au fil des saisons.

Si l'horaire de la classe le permet, vous devriez consigner vos observations tous les jours de classe, à 14 heures.
Cela est important. Si vous prenez vos relevés à la même heure tous les jours, vous pourrez comparer les relevés et les observations d'une journée à l'autre et d'une semaine à l'autre. De plus, vous pourrez comparer vos relevés avec ceux des autres écoles qui participent au programme des météophiles parce qu'elles aussi feront le relevé à environ 14 heures. Vous pouvez envoyer vos observations à Environnement Canada à tout moment mais, si possible, au plus tard à 15 heures chaque jour.

Pour consigner vos observations météorologiques dans une base de données, rendez-vous sur notre site web à météo à l'oeil  et suivez les liens à partir de Météo à l'oil. On vous demandera d'inscrire le numéro d'observateur et le mot de passe de votre école, de sorte que vous voudrez peut-être les inscrire au haut de votre feuille de relevés de Météo à l'oil à titre de référence. Si vous avez de la difficulté à saisir vos observations, n'hésitez pas à appeler la personne chargée de la coordination de Météo à l'oil pour obtenir de l'aide.

Chapitre 2 - Qu'est-ce qui fait la météo?

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• Qu'est-ce qui fait la météo?
  • L'atmosphère
  • Vents planétaires
  • Pression atmosphérique
  • Vents locaux
  • Masses d'air
  • Fronts
  • Cartes météorologiques

Qu'est-ce qui fait la météo?

L'histoire de la météo commence par le soleil. Son énergie franchit 150 millions de kilomètres jusqu'aux confins de l'atmosphère terrestre. Une partie de cette énergie est réfléchie dans l'espace par le sommet des nuages et une partie est diffusée dans l'atmosphère par la poussière et la vapeur d'eau. Environ la moitié de l'énergie du soleil atteint la terre, où elle est convertie en chaleur pour réchauffer la terre et l'air, et faire fondre la neige et évaporer l'eau.

Toutes les régions de la terre ne reçoivent pas la même quantité d'énergie solaire au même moment, et ce pour trois raisons.

Tout d'abord, la terre effectue une rotation sur son axe toutes les 24 heures, ce qui crée la nuit et le jour.

Deuxièmement, la terre effectue chaque année une révolution autour du soleil. Durant l'orbite de la terre, certaines régions reçoivent davantage d'énergie solaire que les autres.

Troisièmement, la terre est inclinée sur son axe à un angle de 23,5 degrés. Sans cette inclinaison, le soleil brillerait directement sur l'équateur à l'année longue, et il n'y aurait pas de saisons. Au lieu, l'énergie solaire atteint diverses parties de la terre à différents angles, ce qui influe sur la quantité de chaleur que reçoit telle ou telle région. Ce réchauffement inégal crée également les déplacements d'air qui sont responsables des zones de vent planétaires.

Note:
Pour aider vos élèves à visualiser les effets de l'inclinaison de la terre, essayez l'activité no 1.

L'atmosphère

La terre est entourée d'un océan d'air. Les météorologistes, soit les hommes et les femmes qui étudient le temps, appellent cet océan d'air l'atmosphère. Les scientifiques l'ont divisée en quatre couches, en utilisant comme l'un des critères la température et la façon dont elle s'élève ou s'abaisse en fonction de la hauteur.

1. La troposphère est la couche la plus près de la terre. La troposphère est plus mince que les autres couches. Son épaisseur varie de six à sept kilomètres, au-dessus des pôles Nord et Sud, à 20 kilomètres, dans les tropiques. Normalement, plus on s'élève dans cette couche, plus les températures diminuent, pour atteindre environ -50 oC aux limites extérieures. La troposphère est cette couche qui est responsable du temps qu'il fait.
2. La stratosphère se situe à environ 11 à 50 kilomètres au-dessus du sol. Plus on s'élève dans cette couche, plus les températures augmentent, passant d'environ -50 oC, au bas, pour atteindre 0 oC, au sommet. L'ozone, le gaz qui absorbe la plupart des rayons nocifs ultraviolets du soleil, se trouve dans cette couche. Certains aéronefs volent dans la stratosphère.
3. La mésosphère se situe de 50 à 80 kilomètres au-dessus du sol. Comme dans la troposphère, les températures diminuent à mesure que l'on s'élève, passant d'environ 0oC à -80 oC dans les régions supérieures de la couche.
4. La thermosphère est la couche la plus éloignée de la surface de la terre. Cette couche commence à environ 80 kilomètres au-dessus du sol, où la température est d'environ -0 oC. La température passe à environ 2 000 oC aux confins de la thermosphère.

Il existe des zones de transition entre les couches de l'atmosphère. La zone de transition entre la troposphère et la stratosphère s'appelle la tropopause; entre la stratosphère et mésosphère, elle s'appelle la stratopause; et entre la mésosphère et la thermopshère, elle s'appelle la mésopause.

Vents Planétaires

La terre étant inclinée à 23,5 degrés, l'énergie du soleil frappe certaines régions du monde plus directement que d'autres. Ainsi, certaines parties de la terre, telles que les tropiques, sont plus chaudes que d'autres. Dans les régions chaudes, l'air s'élève à mesure qu'il se réchauffe et est remplacé par l'air plus froid et plus lourd en provenance des pôles Nord et Sud. Entre-temps, l'air chaud qui s'élève se répand vers les pôles Nord et Sud où il se refroidit, retombe et retourne vers l'équateur. Et le cycle reprend.

Ce mouvement d'air ou de vent des pôles à l'équateur se ferait de façon ordonnée si la terre n'effectuait pas, toutes les 24 heures, une rotation d'ouest en est sur son axe. Ce phénomène imprime une courbe au vent. Dans l'hémisphère Nord, la rotation de la terre détourne les vents vers la droite tandis que dans l'hémisphère Sud, elle les détourne vers la gauche. On appelle force de Coriolis l'effet de la rotation de la terre sur les vents.

Au fil des siècles, les marins et les marchands qui ont sillonné les océans pour explorer ou commercer ont nommé certains de ces vents. Par exemple, les hommes qui ont emprunté les voies de trafic maritime d'est en ouest, près de l'équateur, ont appelé "alizés" les principaux vents est-ouest; ces vents étaient uniformes et amenaient les cargos à bon port en temps voulu. En règle générale, les vents dominants ont été nommés en fonction de leur direction. Dans l'hémisphère Nord, les vents d'est polaires soufflent du nord-est tandis que les vents d'ouest polaires soufflent du sud-ouest. Dans cet hémisphère, les alizés soufflent du nord-est vers l'équateur. Il y a ensuite la zone des calmes équatoriaux, ou le pot-au-noir, une région de vents légers variables des deux côtés de l'équateur.

La situation se répète dans l'hémisphère Sud en raison de la force de Coriolis. Là, toutefois, les alizés soufflent du sud-est. Les vents d'ouest soufflent du nord-ouest et les vents d'est, du sud-est.

Fait à noter : Il existe, entre les alizés et les vents d'ouest, une autre région de vents légers variables appelés les calmes tropicaux ou calmes du cancer.

Pression Atmosphérique

Pour comprendre la pression quelle qu'elle soit, il faut tout d'abord examiner les forces. Une force est tout ce qui pousse ou qui tire; par exemple, la gravité est une force qui vous tire vers la surface de la terre. Cela vous donne du poids. Un autre exemple est le plancher qui pousse sur vos pieds lorsque vous marchez.

La pression est la quantité de force répartie sur une superficie. Si une force est répartie sur une grande superficie, la pression exercée est plus faible. Si la même force est répartie sur une plus petite superficie, la pression qui en résulte est plus forte.

Activité 2.1 : Apportez une pièce de bois percée d'un clou de sorte que l'extrémité pointue resorte de l'autre côté. Un bout de 2 par 4 est idéal. Demandez à vos élèves s'ils préféreraient qu'on place la pièce de bois en équilibre sur leur pied avec le clou pointant vers le haut ou vers le bas. Mais pourquoi? Le poids est le même dans les deux cas! Lorsque l'extrémité pointue est tournée vers le bas, le poids du bois est appliqué en un seul point, ce qui donne une FORTE pression tandis que lorsqu'on retourne la pièce de bois, le même poids est réparti sur une plus grande surface, ce qui donne moins de pression. (Pour la même raison, si vous faites la queue et que la dame devant vous pile sur votre pied en reculant, vous préférez nettement qu'elle porte des espadrilles plutôt que des talons aiguilles!).

Un scientifique italien du nom d'Evangelista Torricelli a découvert, en 1644, que l'air avait du poids lorsqu'il a tourné à l'envers un tube plein de mercure et l'a placé dans un récipient de mercure. Le mercure ne s'est pas déversé complètement dans le récipient. Torricelli en a déduit que l'air au-dessus du récipient de mercure exerçait une pression sur le mercure dans le récipient de sorte que celui-ci ne pouvait s'élever. Il en a conclu que l'air exerçait une force vers le bas sur toutes les choses.

La pression atmosphérique est le poids de tout l'air au-dessus de vous. L'air ne nous semble pas très lourd parce qu'il s'agit d'un gaz. N'oubliez pas, toutefois, qu'il y a de nombreux kilomètres d'atmosphère au-dessus de votre tête. La pression moyenne exercée par l'air est d'environ un kilogramme par centimètre carré au niveau de la mer, ou 101,325 en kilopascals.

Heureusement, l'air ne fait pas qu'exercer une pression sur nous vers le bas, sinon nous pourrions nous aplatir comme un ballon qu'on écrase avec nos pieds. L'atmosphère est composée d'un mélange de gaz qui exercent des pressions dans toutes les directions, poussant également sur nos corps dans toutes les directions.

Note :
Pour montrer à vos élèves que l'air a effectivement du poids, essayer l'activité no 2.

Plus on monte dans l'atmosphère, plus la pression atmosphérique diminue, ce qui est logique puisqu'il y a moins d'air au-dessus pour exercer une pression vers le bas. Dans les couches plus basses de l'atmosphère, près de la surface de la terre, le poids de l'air au-dessus comprime les molécules d'air, le rendant plus dense et plus lourd. Par contre, dans les couches supérieures, il y a moins de poids au-dessus pour forcer l'air à se comprimer; les molécules d'air peuvent s'étendre davantage, ce qui donne de l'air plus léger et moins dense.

Fait à noter : L'atmosphère exerce une pression de 16 tonnes sur le corps de l'adulte moyen.

Par exemple, la pression atmosphérique est moins forte au sommet d'une montagne qu'à sa base. À environ 5 400 mètres, ou 18 000 pieds, la pression atmosphérique est environ la moitié de ce qu'elle est au niveau de la mer. C'est pourquoi, au chapitre 1, on vous a demandé de fixer votre baromètre à la pression du niveau moyen de la mer. Cela vous permet de comparer vos relevés avec ceux des autres écoles parce que tous les autres baromètres utiliseront le même point de référence - l'élévation zéro.

Activité 2.2 : Pour illustrer que l'air pousse vers le haut ainsi que vers le bas, remplissez d'eau, jusqu'au bord, une tasse ou un verre de papier. Maintenant, placez un morceau de carton sur la tasse et maintenez-le en place en inversant rapidement la tasse. Retirez votre main. Si la pression atmosphérique ne poussait pas contre le carton, le poids de l'eau ferait tomber le carton et l'eau se répandrait partout. Parce que l'air pousse vers le haut; toutefois, avec une plus grande force que celle qu'exerce l'eau, le carton reste en place et semble « coller » à la tasse.

Activité 2.3: Demandez à vos élèves de dessiner un carré d’un centimètre par un centimètre sur une feuille de papier. Combien de centimètres carrés faudrait-il pour recouvrir leur tête? Cela donne beaucoup de force. Chaque centimètre carré de votre tête ressent une force d’un kilogramme. Si le rayon de votre tête est de 8 cm, l'air au-dessus de votre tête seulement exerce à lui seul une pression de 200 kilogrammes!

Note :
Si vos élèves désirent fabriquer un baromètre, essayey l'activité no 3.

Bien qu'on ne puisse voir ou entendre la pression atmosphérique, on la ressent, surtout lorsqu'il y a un changement brusque. Par exemple, si vous avez déjà volé dans un avion ou pris l'ascenceur jusqu'au sommet de la tour du CN, ou encore pris un télésiège jusqu'au sommet d'une montagne, vos oreilles se sont probablement bouchées à un moment ou l'autre, signalant un changement brusque de la pression atmosphérique.

Note :
Pour montrer à vos élèves que l'air exerce une pression, essayez l'activité no 4.

La pression atmosphérique change également lorsque l'air se réchauffe ou se refroidit. Lorsqu'on ajoute de la chaleur, une forme d'énergie, à une parcelle d'air, les molécules d'air se déplacent plus rapidement et ont tendance à s'éloigner les unes des autres. Par conséquent, lorsque l'air se réchauffe, il prend de l'expansion et devient plus léger. Inversement, l'air froid est plus lourd et plus dense parce que les molécules d'air sont moins actives et plus comprimées. À mesure que l'atmosphère cherche à trouver un équilibre, l'air se déplace des zones de haute pression, qui sont souvent associées à de l'air frais, aux zones de basse pression, où l'air est souvent plus chaud. Cela crée du vent. Plus grand est le contraste ou la différence de pression atmosphérique entre les deux zones, plus forts sont les vents.

Vents Locaux

Le profil de circulation des vents à l'échelle planétaire détermine les vents dominants sur de vastes régions. Au Canada, par exemple, les vents dominants soufflent de l'ouest. Mais les différences locales de pression atmosphérique et de température ainsi que les lacs, les collines et les vallées influent aussi sur la direction et la force des vents.

Note :
Si vos élèves souhaitent fabriquer un anémomètre et une banderole, essayez l'activité no 5  et l'activité no 6.

L'atmosphère se comporte comme un liquide. Si vous retirez une tasse d'eau d'une chaudière d'eau, le liquide qui demeure dans la chaudière a tôt fait de remplir le trou et de rétablir l'équilibre. Il en va ainsi de l'air. L'atmosphère essaie de créer un équilibre en circulant des zones de haute pression aux zones de basse pression.

Là encore, la force de Coriolis influe sur la direction des vents, qui soufflent dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'une zone de haute pression et hors de celle-ci, et dans le sens contraire des aiguilles d'une montre vers une zone de basse pression. Plus grande est la différence de pression atmosphérique entre les deux zones, plus forts sont les vents. Au Canada, on exprime la vitesse du vent en kilomètres/heure tandis que les vents sont nommés en fonction de la direction d'où ils soufflent. Par exemple, un vent du nord vient du nord.

Fait à noter : Si vous vous tenez debout dos au vent dans l'hémisphère Nord, la zone de basse pression sera à votre gauche. Faites-en l'essai à l'aide du diagramme des centres de pression et des vents.

Les différences locales entre les températures aident également à créer des vents locaux, particulièrement autour des grands plans d'eau comme les Grands Lacs. Par exemple, puisque la terre se réchauffe plus rapidement que l'eau, les différences de température entre les deux créent des brises. Voici ce qui se produit. Par une chaude journée ensoleillée, la terre près des lacs réchauffe l'air, qui s'élève. L'air plus frais des lacs souffle vers l'intérieur pour remplacer l'air qui s'élève; celui-ci se dirige au-dessus de l'eau où il se refroidit et retombe pour remplacer l'air plus frais qui souffle vers le rivage. Dans ce cycle, les vents qui soufflent vers les rives sont appelés des brises de lac.

Le soir, après le coucher du soleil, le cycle se renverse. Puisque la terre se refroidit également plus rapidement que l'eau, l'air au-dessus de l'eau est maintenant plus chaud que l'air au-dessus de la terre. L'air réchauffé par l'eau s'élève et est remplacé par l'air frais de la terre. Au même moment, l'air chaud se déplace de l'eau vers la terre où il se refroidit et tombe. Dans ce cycle, les vents qui viennent de la terre sont appelés brises de terre.

Un processus semblable se déroule entre les collines et les vallées, les vallées étant normalement plus fraîches que les collines durant le jour. Les villes et les accidents topographiques tels que les forêts influent également sur les vents.

Fait à noter : Dans le glossaire des vents canadiens, un barbier ne vous coupe pas les cheveux. Il s'agit plutôt d'un vent fort, assorti de précipitations qui gèlent au contact, surtout des cheveux ou de la barbe.

Masses d'air

L'eau et la terre réchauffent ou refroidissent l'air au-dessus d'eux. Ce phénomène crée de vastes masses d'air ayant à peu près la même température et la même humidité. Ces masses d'air s'étendent sur des centaines de kilomètres et sont souvent classées en fonction de la région d'où elles proviennent.

Par exemple, l'air qui demeure au-dessus de l'Arctique pendant quelques mois durant la nuit de l'hiver polaire devient froid et sec comme la neige et la glace au sol. Les météorologistes parlent alors d'une masse d'air arctique. Par ailleurs, l'air qui demeure au-dessus du golfe du Mexique ou de la mer des Caraïbes durant l'été devient chaud et humide. On qualifie souvent cette masse d'air de tropicale.

Il serait facile de prévoir la météo si ces masses d'air demeuraient stationnaires. Mais tel n'est pas le cas. Elles se déplacent, sous l'impulsion et la circulation de l'air dans les parties supérieures de la troposphère. À mesure que les masses d'air se déplacent, leur température et leur humidité évoluent. Par exemple, une masse d'air en provenance de l'Arctique peut se réchauffer en passant au-dessus du sud du Canada. Si la masse d'air passe également au-dessus d'un grand plan d'eau tel que le Grand lac des Esclaves ou le lac Supérieur, elle peut aussi s'humidifier. Par contre, une masse d'air peut en outre s'assécher en se déplaçant vers l'intérieur à partir de l'océan Pacifique. Dans ce cas, la masse d'air peut perdre son humidité sous forme de pluie ou de neige, par exemple à mesure qu'elle s'élève et traverse les montagnes du littoral et les montagnes Rocheuses.

Autre fait à signaler au sujet des masses d'air, que vous avez probablement constaté : leur arrivée ou leur départ ne se fait pas toujours en douceur.

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Fronts

Un front est la limite ou la zone de transition entre une masse d'air qui entre dans une région et celle qui la quitte. Habituellement, les deux masses d'air proviennent d'endroits fort différents, tels que l'Arctique et les Caraïbes. Par conséquent, elles possèdent différentes caractéristiques sur le plan de la température et de l'humidité. Leur interaction peut produire des changements de climat dramatiques, et parfois du temps violent comme des vents forts et des orages.

Les météorologistes nomment les fronts d'après les masses d'air qui entrent dans la région. Si de l'air froid arrive de l'Arctique, déplaçant l'air chaud, on appelle alors front froid le bord avant de la masse d'air Arctique. Si l'air froid se retire, permettant à l'air chaud de s'installer, le bord avant de la masse d'air chaud est appelé un front chaud. Une masse d'air chaud ne chassera jamais une masse d'air froid d'une région parce que l'air froid est plus lourd et plus dense.

Fait intéressant, la pente verticale d'un front froid est en moyenne quatre fois plus abrupte que celle d'un front chaud. En effet, lorsqu'une masse d'air froid s'avance dans une région, cela provoque un frottement (une friction superficielle) entre l'air qui avance et la terre. Ce frottement occasionne un certain repli du bord avant. Les orages se développent souvent plus rapidement le long d'un front froid parce que sa pente plus abrupte soulève rapidement l'air chaud qui le précède, ce qui crée des conditions idéales pour la formation rapide de nuages orageux ou de cumulonimbus.

Activité 2.4 : Pour montrer à vos élèves pourquoi un front froid a une pente abrupte, demandez-leur de poser leurs mains à plat sur leur pupitre et ensuite de les glisser vers l'avant jusqu'au bord du pupitre, d'arrêter et ensuite de retirer leurs mains jusqu'à la position originale. Qu'est-il arrivé aux doigts des élèves lorsqu'ils ont glissé leurs mains vers l'avant? Ont-ils observé une différence lorsqu'ils ont retiré leurs mains vers l'arrière? Les doigts des élèves se sont probablement repliés lorsqu'ils ont poussé vers l'avant, tout comme les masses d'air qui avancent, et se sont ensuite aplanis lors du mouvement de retrait, tout comme le fait l'air qui se retire.

Cartes Météorologiques

La carte météorologique est l'un des outils que les prévisionnistes utilisent pour repérer et situer les masses d'air, les systèmes de pression et les fronts. Ces cartes sont normalement préparées à intervalles de trois ou six heures.

Les observations météorologiques en provenance de centaines de lieux en Amérique du Nord sont inscrites sur une carte météorologique telle que celle qui figure à la page suivante. Puisqu'il n'y a pas suffisamment de place pour inscrire toute l'information observée sans nuire à la lisibilité de la carte, on a élaboré un code pour condenser l'information en moins d'espace. Ce code s'appelle le « modèle de pointage ». Le modèle de pointage utilise un format graphique pour permettre aux renseignements suivants d'être inscrits dans un espace de la taille d'un 10 cents

• température et point de rosée;
•  vitesse et direction du vent;
•  superficie du ciel couverte;
•  visibilité et temps présent;
•  types de nuages présents;
•  pression atmosphérique;
•  variation de la pression au cours des trois dernières heures, à la hausse ou à la baisse.

Voici comment fonctionne un simple modèle de pointage

La plupart des cartes météorologiques sont analysées au moins en partie par ordinateur, mais les prévisionnistes font parfois l'analyse à la main. Ils commencent par dessiner les isobares, qui sont des lignes courbes joignant des lieux ayant la même pression atmosphérique. Les isobares ressemblent beaucoup aux courbes de niveau qui indiquent les élévations sur une carte topographique. Au Canada, les isobares sont dessinées à des intervalles de 4 millibars (0,4 kPa). Normalement, le prévisionniste cherche des valeurs qui approchent les 1000 millibars (mb) et dessine en premier lieu cette isobare. Par exemple, si la pression à une station est de 1001,3 millibars et de 998,7 millibars à la station voisine, c'est dire qu'à un point entre les deux, la pression doit être de 1000. Une fois dessinée l'isobare de 1000 mb, le prévisionniste remonte à 1004, 1008, etc., et descend à 996, 992 et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il ait inscrit des isobares pour englober toutes les pressions sur la carte.

Une fois les isobares dessineés, des centres de pression apparaissent. Le prévisionniste les marquera comme étant des régions de haute pression (H) ou basse pression (L), selon que la pression est plus élevée ou plus faible que les valeurs qui l'entourent.

Le prévisionniste inscrit également les fronts sur la carte météo. Parfois, la transition d'une masse d'air à une autre est tellement graduelle et couvre une telle distance qu'on ne peut identifier clairement un front. Toutefois, lorsque deux masses d'air se rencontrent, et que la température et l'humidité changent considérablement sur une courte distance, le prévisionniste dessinera soit un front froid ou un front chaud, selon le type de masse d'air qui approche. Le prévisionniste peut aussi choisir d'ombrer certaines régions de nuages et de précipitations.

La carte est ensuite comparée à la carte précédente pour déterminer le mouvement des systèmes météo ainsi que leur intensification et leur affaiblissement. L'information tirée de cette analyse cartographique est conjuguée aux renseignements d'autres sources, telles que le radar et l'imagerie par satellite, pour donner au prévisionniste une image globale de ce qui se passe dans l'atmosphère.

Activité 2.5 :  À l'aide de la carte météorologique fournie, demandez à vos élèves d'étudier les vents de surface près des systèmes de haute et de basse pression. Demandez-leur de décrire la différence dans la configuration de la circulation des vents autour des centres de haute pression, et autour des centres de basse pression. Leurs constatations devraient renforcer ce qu'ils ont appris plus tôt dans ce chapitre.

Chapitre 3 - Éléments météorologiques

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• Température
• Humidité
• Nuages
• Précipitations

Température

La chaleur est une forme d'énergie. Le soleil émet de l'énergie sous forme d'ondes, des ondes courtes dans ce cas, en direction de la terre. L'atmosphère n'absorbe pas d'emblée cette énergie à ondes courtes. Les nuages, la poussière et la vapeur d'eau que contient l'atmosphère dévient environ la moitié de l'énergie solaire et la renvoient dans l'espace. Celle qui franchit ces obstacles est absorbée par la terre ou l'eau, et convertie en chaleur. La terre émet à son tour cette chaleur sous forme d'une énergie à grande longueur d'onde qui réchauffe alors l'air situé au-dessus. En bref, la terre joue le rôle d'un radiateur, ce que vous savez probablement déjà s'il vous est arrivé de marcher sur une longue bande de trottoir ou si vous avez traversé un grand terrain de stationnement par une chaude journée et observé (ou senti) la chaleur qui se dégage du trottoir ou du revêtement.

Plusieurs facteurs affectent la quantité d'énergie solaire absorbée par une surface telle qu'un champ. L'un de ceux-là est la couleur. Ce concept s'appelle albédo. L'albédo d'un objet est la fraction décimale qui exprime le pourcentage du rayonnement réfléchi dans l'espace. Le blanc pur a un albédo de 1,0 , ce qui signifie que toute l'énergie est réfléchie. Le noir pur a un albédo de 0,0, ce qui signifie que toute l'énergie est absorbée et qu'aucune n'est réfléchie. Ce facteur entre aussi en jeu dans l'équation énergétique de la terre. Un champ recouvert de neige a un albédo d'environ 0,7. Le même champ recouvert de plantes cultivées aurait un albédo de 0,2, ce qui signifie qu'il absorbe 80 p. 100 du rayonnement qu'il reçoit. Plus une surface absorbe de l'énergie, plus elle finira par en rejeter dans l'atmosphère.

Note :
Pour montrer à vos élèves que le rythme d'absorption de l'énergie dépend de la couleur du matériau, essayez l'activité no 7.

En fin de compte, toute l'énergie que le soleil émet vers la terre retourne dans l'espace extra-atmosphérique, créant ainsi l'équilibre énergétique global qui empêche la terre de se réchauffer ou de se refroidir.Il est toutefois probable que la saison, l'heure du jour, la latitude et la géographie de votre région ont exercé un plus grand effet sur la température qu'indiquait votre thermomètre ce matin, que l'état de l'équilibre énergétique global.

Note :
Si vos élèves désirent fabriquer un thermomètre, essayez l'activité no 8.

La nuit et le jour

Durant le jour, la terre reçoit plus d'énergie qu'elle n'en émet à son tour; elle se réchauffe donc. La nuit cependant, la terre continue d'émettre de la chaleur, même si elle ne reçoit pas d'énergie du soleil, de sorte qu'elle se refroidit. Le processus de refroidissement se poursuit jusqu'après le lever du soleil, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles c'est souvent à ce moment de la journée qu'on enregistre la plus basse température.

L'hiver et l'été

Est-il nécessaire de rappeler aux Canadiens l'effet qu'exerce la saison sur la température extérieure? Le Canada connaît ses températures les plus élevées au cours de la période de l'année où le soleil est au-dessus de l'hémisphère Nord. Le soleil franchit l'équateur autour du 21 mars, en direction nord, vers le tropique du Cancer, qui se situe à 23 1/2º de latitude nord. C'est la position la plus septentrionale qu'atteint le soleil, autour du 21 juin. À partir de cette date, le soleil commence à redescendre lentement vers le sud, en direction de l'équateur, qu'il atteint autour du 21 septembre. Pendant les six mois au cours desquels le soleil est dans l'hémisphère Nord, ses rayons brillent sur le Canada plus directement qu'ils ne le font pendant les mois d'hiver au pays, alors que le soleil est au-dessus de l'hémisphère Sud. Signalons que le soleil atteint le tropique du Capricorne, à 23 1/2º de latitude sud, autour du 20 décembre, moment où il amorce de nouveau sa remontée vers le nord, en direction de l'équateur.

Activité 3.1 : Avec l'aide d'un atlas, demandez à vos élèves de trouver le plus grand nombre possible de ces endroits oú l'on a établi des températures records.

* Indique un record canadien.

Le nord et le sud

La latitude d'une région influe également sur la quantité d'énergie solaire qu'elle reçoit. Les pays situés près de l'équateur reçoivent davantage d'énergie directe du soleil que ceux situés plus loin au nord ou au sud. Cela est dû au fait qu'à l'équateur, les rayons du soleil sont presque perpendiculaires à la surface de la terre, mais pas tout à fait. Pour atteindre des régions situées plus près des pôles, comme le Canada, l'énergie solaire doit suivre un trajet oblique et traverser davantage d'atmosphère. En conséquence, au moment où les rayons du soleil atteignent le pays, ils sont affaiblis, plus dispersés et plus diffus que ceux qui atteignent la terre près de l'équateur.

Les lacs, le sol, les collines et les vallées

Enfin, la géographie d'une région joue un rôle dans son réchauffement et son refroidissement. Ainsi, l'eau se réchauffe et se refroidit plus lentement que le sol. C'est l'une des raisons pour lesquelles les localités situées près d'un lac connaissent souvent en été des températures plus basses que celles qui sont situées plus loin à l'intérieur des terres. De la même façon, en hiver, les localités sises sur les rives de grandes nappes d'eau libre ont souvent des températures plus chaudes que celles situées plus profondément à l'intérieur des terres. Les températures diminuent également avec l'altitude, ce qui explique pourquoi on peut voir de la neige sur le sommet de certaines montagnes en juillet.

Fait à noter : En gagnant de l'altitude, la température baisse en moyenne de 1,6 ºC à chaque palier de 300 mètres.

Tous ces facteurs, auxquels il faut ajouter les caractéristiques de la masse d'air qui recouvre votre région - l'air est-il froid et sec ou au contraire chaud et humide? - influent sur la température quotidienne.

Activité 3.2 : Demandez à vos élèves de choisir une autre école participant au programme météphiles et de dessiner un graphique linéaire simple des températures enregistrées à votre école et à l'autre école. Vous pouvez savoir quelles sont les écoles qui participent au programme en consultant la page Web au Météo à l'oeil .

Vagues de chaleur

Malgré le fait qu'il soit perçu comme un pays de neige et de glace, le Canada connaît des vagues de chaleur. Pour Environnement Canada, il y a vague de chaleur lorsque la température atteint 32 ºC ou plus pendant trois jours consécutifs ou plus. Au Canada, la plupart des vagues de chaleur durent de cinq à six jours.

La pire vague de chaleur enregistrée est survenue en juillet 1936. Venue du sud-ouest des États-Unis, la chaleur a déferlé sur les Prairies au début de juillet et ensuite sur l'Ontario. Les températures ont grimpé à 44,4 °C à St. Albans, au Manitoba, et à 42,2 °C à Atikokan et Fort Frances, en Ontario. Ces records n'ont pas été battus à ce jour. La vague de chaleur a duré huit jours et a tué directement ou indirectement 780 personnes au Canada, dont environ 600 uniquement en Ontario.

Mais la chaleur n'est que l'un des phénomènes propres à l'été. L'humidité joue également un rôle dans la sensation de chaleur éprouvée.

Fait à noter : Vous pouvez savoir quelle température il fait en écoutant le chant des grillons. Les grillons stridulent plus rapidement lorsqu'il fait chaud. Si vous comptez le nombre de stridulations qu'émet le grillon en 8 secondes puis ajoutez 4, vous obtiendrez la température qu'il fait en degrés Celsius. Ça marche 9 fois sur 10.

Humidité

L'air se compose d'un mélange de gaz invisibles, surtout de l'azote et de l'oxygène. Une faible portion se compose toutefois de vapeur d'eau. Peu importe où vous êtes, que ce soit le désert du Sahara ou le Grand Nord, il y aura de la vapeur d'eau dans l'air. La température de l'air détermine la quantité de vapeur d'eau qui peut s'y trouver. En règle générale, plus la température augmente, plus le potentiel de présence de vapeur d'eau est fort.

Lorsque les météorologistes parlent de la quantité d'eau dans l'air, ils utilisent la plupart du temps les expressions humidité relative et point de rosée.

Note :
Pour montrer à vos élèves deux façons dont l'eau s'incorpore à l'air, essayez l'activité no 9.

Humidité relative

L'humidité relative est la quantité de vapeur d'eau que contient réellement l'air en regard de celle qu'il pourrait contenir à la même température. Elle est donnée en pourcentage. À titre d'exemple, si l'humidité relative est de 100 p. 100, cela signifie que l'air est saturé et ne peut absorber davantage de vapeur d'eau. De même, une humidité relative de 25 p. 100 signifie que l'air ne contient qu'un quart de l'humidité qu'il pourrait contenir.

De nos jours, le degré d'humidité se mesure à l'aide d'un hygromètre électronique. Il n'y a guère longtemps, on utilisait un hygromètre mécanique dont l'une des composantes principales était un long cheveu, de couleur blond naturel. Quand l'humidité augmentait, le cheveu en absorbait davantage et s'étirait, faisant bouger l'indicateur de l'hygromètre et modifiant le relevé qu'on pouvait faire de l'humidité. On utilisait des cheveux blonds parce qu'ils absorbent plus facilement l'humidité que les cheveux d'autres couleurs naturelles.

Fait à noter : En 1783, le physicien suisse Horace de Soussure a découvert que le volume de l'air augmente d'environ 2,5% lorsqu'il passe d'un état complètement sec à un état complètement saturé.

Vous avez probablement déjà remarqué que l'air sec absorbe promptement l'humidité des surfaces avec lesquelles il est en contact, alors qu'un air humide ne le fait pas. C'est pourquoi on peut avoir de la difficulté à se rafraîchir lors des journées chaudes et humides. Lorsqu'il fait chaud, notre corps abaisse sa température grâce à la transpiration - le processus d'évaporation exige de la chaleur et, dans ce cas, la chaleur requise pour évaporer la transpiration est tirée de notre corps, ce qui, de fait, le refroidit. Lorsque l'humidité relative est faible, la transpiration s'évapore facilement et on se rafraîchit. Lorsque l'humidité relative est élevée cependant, la sueur ne s'évapore pas aussi rapidement.

Fait à noter : On estime que chacun de nous a environ 2 millions de glandes sudoripares qui s'activent à acheminer de l'humidité à la surface de notre peau où la sueur s'évapore, ce qui nous rafraîchit. Ce processus peut éliminer 2 litres d'eau en une heure chez un adulte moyen. C'est pourquoi il est important de boire beaucoup d'eau lorsqu'il fait très chaud.

Le vent est un autre facteur qui influe sur la rapidité de l'évaporation de l'humidité. Par exemple, par temps calme, les flaques d'eau ne s'évaporent pas aussi rapidement que par temps venteux. Ce phénomène s'explique par le fait que si l'air ne bouge pas, l'air situé immédiatement au-dessus de la flaque d'eau absorbe de l'eau jusqu'à ce qu'il atteigne, ou presque, son point de saturation; à ce moment, le taux d'évaporation ralentit. Par temps venteux, par contre, le mouvement de l'air au-dessus de la surface de la flaque signifie que la surface de l'eau est continuellement exposée à de l'air frais plus sec, qui permet à l'eau de continuer à s'évaporer à un rythme plus rapide. C'est aussi pour cette raison qu'une brise rafraîchit lorsqu'il fait chaud, en évaporant plus rapidement la transpiration.

Activité 3.3 : Vous pouvez utiliser deux tôles à biscuits et un petit ventilateur pour illustrer cette idée à l'intention de vos élèves. Installez les tôles à des bouts opposés d'une table ou d'un pupitre et versez une tasse d'eau dans chacune. Installez le ventilateur au centre et tournez-le de sorte que l'air ne souffle que sur une tôle à biscuits. L'eau s'évaporera plus rapidement de cette tôles que de l'autre.

Pour la même raison, le mode d'emploi du psychromètre fronde, au chapitre 1, précisait de faire tourner rapidement le psychromètre dans un mouvement circulaire pour accroître la circulation de l'air au-dessus du bulbe mouillé et favoriser l'évaporation.

Le point de rosée

À l'opposé de l'humidité relative, le point de rosée est la température à laquelle l'air doit descendre pour devenir saturé. Par exemple, si la température est de 23 ºC et le point de rosée est de 10 ºC, alors il faut que la température de l'air descende à 10 ºC avant que l'air ne devienne saturé et que la vapeur d'eau qu'il contient ne se condense pour former des gouttelettes d'eau ou de la rosée.

C'est pour cette raison qu'il se forme rarement de la rosée lors des nuits où le ciel est couvert de nuages qui retiennent la chaleur près de la terre. Dans de telles conditions, l'air ne se refroidit pas suffisamment pour atteindre le point de saturation. Inversement, lors des nuits où le ciel est dégagé et où la chaleur de la terre est renvoyée dans l'espace, l'air se refroidit suffisamment pour atteindre le point de rosée et il se forme une rosée sur les objets situés au sol, sur l'herbe et sur les fleurs notamment.

Les météorologistes emploient l'expression « point de rosée » même pour les jours d'hiver les plus froids, bien que « point de gelée blanche » soit sans doute une expression qui conviendrait mieux. Lors des temps froids d'hiver, la vapeur d'eau passe directement de l'état gazeux à l'état solide, sans passer d'abord par l'état liquide.

Activité 3.4: Si vous avez un pain que vous ne prévoyez pas manger au cours des deux prochains jours, apportez-le à l'école, montrez-le aux élèves puis placez-le dans le congélateur du réfrigérateur de l'école. Laissez-y le pain pendant toute la nuit de façon à ce qu'il congèle et à ce que des cristaux de glace visibles se forment à l'intérieur de l'enveloppe de plastique. Montrez le pain à vos élèves et demandez-leur pourquoi et de quelle façon les cristaux se sont ainsi formés. (L'air humide demeuré emprisonné à l'intérieur du sac s'est refroidi jusqu'à son point de rosée dans le congélateur. La vapeur d'eau a commencé à se condeser à l'intérieur du sac, puis, le refroidissement se poursuivant, a gelé pour former des cristaux de glace.)

Humidex

L'humidex est une invention canadienne qui a été introduite au pays le 24 juin 1965. C'est un indice de bien-être, une mesure de la sensation qu'éprouve la personne moyenne par temps très chaud. L'humidex correspond, pour de l'air à une température et à un niveau d'humidité relative donnés, au niveau de bien-être ou de malaise que créerait de l'air à une température plus élevée dont la teneur en humidité serait plus faible. À titre d'exemple, lorsque la température est de 32 ºC et l'humidité relative de 75 p. 100, la sensation éprouvée est équivalente à ce qu'elle serait à une température de 46ºC. C'est la valeur obtenue avec l'humidex. La sensation qu'éprouvent les gens par temps chaud et humide dépend également de leur âge et de leur état de santé.

Activité 3.5 : Si vous possédez un psychromètre fronde, utilisez le tableau qui l'accompagne pour aider vos élèves à observer la température, le point de rosée et l'humidité relative durant au moins deux semaines. Ceci peut se faire à l'intérieur ou à l'extérieur, selon la saison, en autant que la température soit supérieure à 10°C.

Fait à noter : L'humidex le plus élevé jamais enregistré dans une ville canadienne l'a été le 20 juin 1953 à Windsor, en Ontario. Ce jour-là, il a été de 52 (les climatologues d'Environnement Canada ont obtenu ce chiffre en se servant des relevés sur la température et l'humidité relative).

Refroidissement éolien

Le refroidissement éolien exprime la sensation de refroidissement qu'on éprouve sur la peau quand des vents forts se combinent avec de basses températures. L'indice de refroidissement éolien du Canada utilise des unités analogues à celles de la température pour comparer l'effet combiné du vent et de la température sur la peau, à l'effet qu'aurait une température analogue à l'indice de refroidissement, dans une situation où les vents seraient calmes. Par exemple, si la température extérieure est de -10 °C et que le refroidissement éolien soit de -20, votre visage éprouvera la même intensité de froid que par une journée calme où la température serait de -20 °C.

Activité 3.6 : Placez un ventilateur sur un meuble au niveau de épaules. Demandez à une ou à voluntaire de se tenir devant l'appareil et mettez celui-ce en marche. Lélève aura l'impression d'avoir plus froid et ce, du fait de l'effet de refroidissement du vent, alors wue la température ambiante n'a pas changé. En tapotant, appliquez un peu d'eau sur une joue et demandez à l'élève de se tenir de nouveau devant le ventilateur. La peau humectée donne une sensation bien plus prononcée de froid. Ce fait démontre l'importance de rester sec quand on est à l'extérieur en hiver.

Dans la plupart des régions du Canada, quand l'indice de refroidissement éolien atteint -25, le point où l'on risque des engelures, il fait partie des prévisions d'Environnement Canada. Dans certaines parties du pays où le climat est plus doux, on émet des avertissements de refroidissement éolien à -35. En revanche, plus on va dans le nord, plus les valeurs doivent être basses pour qu'on émette de tels avertissements. Dans les zones de l'extrême nord, où l'on est mieux adapté à un temps très froid, les valeurs descendent jusqu'à -55 avant qu'on n'émette ces avertissements.

L'indice de refroidissement éolien peut vous aider à planifier vos activités de plein air et à décider que porter. Mais ce n'est qu'un des éléments qui influent sur votre sensation de confort par de froides journées d'hiver. Parmi les autres, citons l'humidité, votre âge, votre condition physique, le degré d'ensoleillement et ce que vous comptez faire à l'extérieur.

Fait à noter : Au Canada, le plus bas des refroidissements éoliens a été relevé à Kugaaruk, dans les Territoires du Nord-Ouest. Il faisait -51 °C au-dehors et les vents soufflaient à 56 km/h, d'où un refroidissement éolien de -78.

Nuages

L'eau est la seule substance qui peut passer de l'état de gaz à l'état liquide puis à l'état solide à des températures qu'on trouve normalement sur la terre. Qui plus est, l'eau est partout. L'air en contient sous forme de vapeur d'eau, un gaz invisible et inodore. Les nuages naissent lorsque de l'air humide se refroidit jusqu'à son point de rosée - la température à laquelle la vapeur d'eau se condense - et que des gouttelettes d'eau ou des cristaux de glace se forment autour de petites particules telles que celles de la poussière, des polluants ou des cendres volcaniques. Les nuages restent là-haut parce que les gouttelettes d'eau sont légères et fines. Il en faudrait plus de deux milliards pour remplir une cuillère à thé d'eau.

Plusieurs phénomènes peuvent faire en sorte que l'air refroidisse jusqu'à son point de rosée et forme des nuages. Ainsi, un sol froid peut refroidir l'air chaud et humide et entraîner la formation de nuages à faible altitude. Des nuages peuvent se former lorsqu'une masse d'air froid soulève de l' air plus chaud devant elle ou lorsque de l'air réchauffé par la terre ou des eaux monte jusqu'aux couches plus froides de l'atmosphère. Des nuages peuvent également se former lorsque des montagnes font dévier de l'air chaud et humide, forçant cet air vers le haut. Dans tous les cas cependant, l'air doit continuer de se refroidir jusqu'à ce qu'il soit saturé pour que la vapeur d'eau se condense et forme des nuages.Des nuages se forment à différents niveaux dans l'atmosphère et la stabilité de l'air de même que la quantité d'eau qu'ils contiennent influent sur leur grosseur et sur la forme qu'ils prennent, et déterminent le genre auquel ils appartiennent.

On dit que l'air est stable lorsqu'il ne s'élève pas de lui-même parce qu'il est à la même température que l'air qui l'entoure. En fait, l'air stable a tendance à ne pas bouger à moins qu'une chaîne de montagnes ou une masse d'air plus froid ne le force à s'élever. Si cela se produit alors que l'air est humide, des nuages se forment, habituellement en couches uniformes.

À l'opposé, on dit que l'air est instable lorsqu'il continue de s'élever parce qu'il est plus chaud que l'air qui l'entoure. Ce volume d'air ascendant peut s'étendre sur plusieurs kilomètres à l'horizontale. Il tend à se déplacer vers le haut jusqu'à ce qu'il atteigne le point où il est à la même température que l'air environnant. Quand cela se produit, les météorologistes disent que l'air a atteint un équilibre avec l'air environnant.

Si l'air est suffisamment instable, il peut produire des nuages qui s'étendent très haut dans l'atmosphère, jusqu'à 14 kilomètres dans certains cas. On désigne ces nuages à très grande extension verticale sous le nom de cumulonimbus ou de nuages orageux.

Nommer les nuages

Au début du dix-neuvième siècle, un Anglais, Luke Howard, a classifié les nuages en fonction de leur aspect et de leur comportement. M. Howard était un apothicaire ou un pharmacien montrant un vif intérêt pour l'atmosphère et tout ce qu'elle contient. Il s'est servi de la langue scientifique de l'époque, le latin, pour désigner les types de nuage.

Stratus - Stratus signifie étendue ou en couches
Cirrus - Cirrus signifie boucle de cheveu
Cumulus - Cumulus signifie pile
Nimbus - Nimbus signifie nuage de pluie, trombe d'eau, averse et nuage

(Allen, Oliver. Atmosphere, The Planet Earth Series, édition Thomas Lewis, Alexandria, Virginie, 1983, p. 95-96)

Du sol en montant

Nuages de niveau inférieur - La base des nuages de niveau inférieur peut se situer près de la surface de la terre mais elle peut aussi atteindre une hauteur d'environ 2 kilomètres au-dessus de cette surface. Selon les saisons, ces nuages peuvent contenir des gouttelettes d'eau, des cristaux de glace ou un mélange des deux.

Stratus - Les stratus sont les nuages bas, uniformément ternes et gris, lourdement suspendus dans le ciel. Leur base peut recouvrir les sommets des collines ou, si vous demeurez en ville, les édifices élevés. Si une bruine ne tombe pas déjà, la présence de stratus est un bon indice que des précipitations sous forme de bruine pourraient bien survenir.

Nimbostratus - Comme leur nom le laisse croire, il s'agit de nuages situés à faible altitude, denses, gris, qui peuvent produire de la pluie plus ou moins continue ou, s'il fait suffisamment froid, de la neige. Ces nuages sont plus épais ou plus profonds que les stratus.

Stratocumulus - Ces nuages ont un aspect arrondi bien défini et se présentent souvent sous forme de rouleaux à bases aplaties comportant des parties grises ou gris sombre. Les stratocumulus sont fréquents à la fin de l'automne ou en hiver.

Cumulus - Ces petits nuages bouffis, de beau temps, sont fréquemment présents lors des après-midi d'été. Ils couvrent habituellement moins de la moitié du ciel et n'entraînent généralement pas de précipitations.

Si un cumulus continue de grossir parce que l'air est instable, il devient un cumulus bourgeonnant ou un cumulonimbus.

Cumulus bourgeonnant - Ces nuages sont au départ des cumulus mais ils grossissent fortement pour prendre la forme de monticules ou de tours qui s'élèvent. Leur sommet est bien défini et ressemble souvent à un chou-fleur. Leur base est aplatie et sombre. Ces nuages peuvent produire des averses de pluie ou de neige.

Cumulonimbus - Les météorologistes donnent le nom de CB à ces nuages. Ce sont des nuages orageux qui produisent parfois de la grêle ou des tornades. Ils peuvent être immenses. Ils sont souvent d'une longeur de plus de 25 kilomètres et une hauteur de plus de 12 kilomètres, et la température à leur sommet peut descendre jusqu'à -55 ºC, même en été. Si vous observez un tel nuage à distance, vous constatez que son sommet est bien défini, blanchâtre, en forme d'enclume, alors que sa partie inférieure est déchiquetée et basse. Lorsque vous êtes placé en dessous, vous voyez une base sombre parsemée de rideaux de forte pluie.

Activité 3.7 : Demandez à vos élèves de faire un nuage. Versez d'abord de l'eau très chaude dans un bocal, jusqu'à une hauteur de 2,5 centimètres. Mettez ensuite quelques glaçons dans un plat de cuisson et placez celui-ci sur l'ouverture du bocal. À présent, surveillez ce qui se passe au moment ou l'air qui se trouve à l'intérieur du bocal monte et est refroidi par la glace. (La vapeur d'eau contenue dans l'air se condes, forme des gouttelettes d'eau et crée un nuage. )

Nuages de niveau moyen

Les nuages dont le nom comporte le préfixe alto sont des nuages de niveau moyen. Leur base se situe habituellement à une hauteur de 2 à 6 kilomètres au-dessus de la surface de la terre.

Altostratus - Il s'agit de couches nuageuses grisâtres ou bleuâtres de faible densité. Ces nuages couvrent la plus grande partie du ciel. À certains endroits, ils peuvent être minces au point de laisser voir le soleil.

Altocumulus - Ce sont des nuages blancs, ou quelquefois gris, arrondis à leur base. Ils peuvent prendre l'aspect d'un assemblage de rouleaux, de masses arrondies ou de lamelles. Ces rouleaux de nuages séparés paraissent plus petits que ceux des stratocumulus parce que les altocumulus sont plus loin. On peut parfois voir le ciel ou le soleil entre les rouleaux mais il arrive fréquemment qu'ils couvrent tout le ciel.

Altocumulus lenticulaires - Ces nuages en forme de lentille se forment lorsqu'une chaîne de montagnes dévie de forts vents vers le haut sur les versants exposés au vent et vers le bas sur les versants sous le vent. Ceci crée une onde ou une ride géante de plusieurs kilomètres de longueur. De l'air humide entre dans les crêtes des ondes, se refroidit en prenant de l'altitude et forme un nuage. Quand l'air descend, il se réchauffe et la condensation s'arrête. Des groupes de ces nuages flottant au milieu de ce qui apparaît comme une formation peuvent faire songer à une escadre de soucoupes volantes.

Étapes d'un orage

Fait à noter : Le brouillard et la brume sont de minces couches de stratus qui se forment au niveau du sol. Comme tout autre nuage, le brouillard est composé de millions de fines gouttelettes d'eau ou, par temps froid, de fins cristaux de glace en suspension. La densité d'un brouillard dépend de la concentration des gouttelettes d'eau. Les observateurs météorologiques signalent la présence de brouillard lorsque la visibilité est inférieure à un kilomètre et la présence de brume lorsque la visibilité se situe entre un et dix kilomètres.

Nuages de niveau supérieur

La base de ces nuages se situe généralement à une distance de 6 à 12 kilomètres au-dessus du sol. Ces nuages sont surtout composés de cristaux de glace.

Cirrus - Ces nuages minces peuvent ressembler à des stries ou des filaments situés haut dans le ciel. Une grande densité de cirrus peut constituer le signe avant-coureur de l'approche d'un front chaud.

Cirrocumulus - Ce sont de minces bandes de nuages blancs, à la partie inférieure en touffe. Ces nuages ressemblent souvent aux rides que laissent les vagues sur le sable.

Cirrostratus - Ces nuages blanchâtres couvrent le ciel sous forme d'une nappe ou d'un voile transparent. Ils sont habituellement suffisamment minces pour que les rayons du soleil les traversent, ce qui produit souvent un halo.

Il faut signaler aussi, à propos des nuages, qu'ils se déplacent dans la direction où souffle le vent à leur altitude. C'est pourquoi ils peuvent se déplacer dans une direction alors qu'à la surface de la terre le vent souffle dans une autre direction. C'est ce qui explique aussi pourquoi deux types de nuages qui se forment à des hauteurs différentes, des cirrus et des cumulus par exemple, peuvent être chassés à travers le ciel au même moment mais dans des directions différentes.

D'abord les nuages, puis la pluie

La pluie, la neige, la grêle et les autres formes de précipitations surviennent lorsque les gouttelettes d'eau ou les cristaux de glace grossissent jusqu'à devenir trop lourds pour que les courants d'air d'un nuage puissent les supporter. Ce processus varie légèrement selon que l'air est stable ou instable, et il produit différents genres de précipitations.

Note :
Pour montrer à vos élèves comment faire un arc-en-ciel, reportez-vous à l'activité no 10.

Nuages stratiformes

Les nuages qui se forment dans un air stable sont dits stratiformes, ce qui est le cas des stratus et des nimbostratus.

Les stratus sont formés de couches nuageuses minces dont l'épaisseur peut varier de 100 mètres à 2 kilomètres. Dans de tels nuages, l'air circule lentement, ce qui offre aux gouttelettes d'eau ou aux cristaux de glace peu de possibilités d'entrer en collision, de se combiner et de grossir. En conséquence, la précipitation qui se prépare dans ces nuages est petite et tend à prendre la forme de bruine ou de neige légère.

Le nimbostratus est un nuage beaucoup plus épais que le stratus. Il peut y avoir formation d'un nimbostratus lorsqu'une chaîne de montagnes ou une masse d'air forcent un volume d'air à s'élever. Ce volume d'air peut avoir une superficie de centaines de kilomètres carrés et peut s'élever lentement, parfois à un rythme de 1 à 10 cm par seconde. Dans ces nuages, l'air circule avec un peu plus de vigueur qu'il ne le fait dans les stratus. Comme ces nuages peuvent atteindre une extension verticale de 8 à 9 kilomètres, il y a davantage de possibilités que les gouttelettes d'eau ou les cristaux de glace entrent en collision et croissent, formant ainsi des particules plus grosses que celles qui se forment dans les stratus. C'est aux nimbostratus qu'on doit la plus grande partie de la pluie ou de la neige continue qui tombe au Canada.

Fait à noter : Il faut un million de fines gouttelettes d'eau pour former une goutte de pluie moyenne, dont le diamètre est d'environ 1 millimètre, et une gouttelette initiale doit grossir pendant plus de 30 minutes pour atteindre une telle grosseur. Qui plus est, les nuages de pluie doivent avoir au moins un kilomètre d'épaisseur pour que les gouttelettes qui y grossissent puissent demeurer dans le nuage assez longtemps pour devenir des gouttes de pluie.

Nuages de convection

Les nuages qui se forment dans l'air instable sont dits nuages de convection en raison des courants de convection créés par l'air chaud qui s'élève et l'air froid qui s'abaisse à l'intérieur de tels nuages. Les cumulus bourgeonnants et les cumulonimbus font partie de ce groupe. Contrairement à ce qui se passe dans les nimbostratus, dans les cumulus bourgeonnants et les cumulonimbus, les courants ascendants et descendants se déplacent sur des dizaines de mètres à chaque seconde. La force des courants ascendants et descendants fait rebondir de multiples fois les gouttelettes d'eau ou les cristaux de glace, ce qui leur offre de nombreuses possibilités d'entrer en collision, de se combiner et de prendre du volume. La puissance des courants ascendants et descendants fait aussi en sorte que les gouttelettes d'eau ou les cristaux de glace peuvent y grossir beaucoup plus qu'ils ne le font dans un nimbostratus avant de devenir trop lourds pour que les courants d'air puissent les supporter.

Les précipitations issues de ces nuages prennent habituellement la forme d'averses. Même si elles durent peu, une grande quantité de pluie ou de neige peut tomber en une courte période lors de ces averses.

Activité 3.8 : Demandez à vos élèves de dresser une liste de tous les sons qu'ils peuvent entendre en raison du temps qu'il fait, celui des voitures sur la chaussée trempée ou celui de la pluie sur le toit par exemple. Demandez-leur ensuite d'enregistrer, à l'aide d'un magnétophone, un son tout à fait partiulier qu'ils on découvert. Une foir la bande magnétique remplie, allez dans les autres salles de classed et demandez aux élèves qui s'y trouvent de deviner l'origine du son qui'ils entendent.

Précipitations

Les précipitations prennent trois formes distinctes : liquide, verglaçante et congelée. Au Canada, il arrive parfois qu'elles prennent toutes ces formes au cours d'une même journée. Le poids total des précipitations au Canada dépasse les 5 milliards de tonnes annuellement. Plus de 60% de ces précipitations s'écoulent dans les lacs, les rivières et les fleuves. Le reste s'évapore à partir du sol ou revient à travers les plantes au moyen du processus appelé transpiration.

Note :
Si vos élèves souhaitent fabriquer un pluviomètre, essayez l'activité no 11.

L'océan Pacifique, le golfe du Mexique et la mer des Caraïbes sont les principales sources d'eau qui alimentent les précipitations au Canada. Cependant, l'eau se recycle aussi elle-même plusieurs fois entre l'atmosphère et la terre. Elle s'évapore du sol, des lacs, des rivières et des fleuves, s'élève dans les airs sous forme de vapeur d'eau, crée des nuages puis retombe ailleurs sous forme de pluie, de bruine, de pluie verglaçante, de neige ou de grêle.

Pluie, neige, bruine, grésil, grêle - le Canada connaît tout cela

Bruine - On dit d'une précipitation qu'elle est de la bruine lorsque les gouttelettes d'eau qui tombent ont moins de 0,5 millimètre de diamètre, ce qui correspond à peu près à la grosseur d'une tête d'épingle.

Fait à noter : Les gouttelettes de bruine tombent à une vitesse de 1 à 2 mètres à la seconde tandis que les gouttes de pluie atteignent des vitesses de 4 à 9 mètres à la seconde.

Pluie - On dit d'une précipitation qu'elle est de la pluie lorsque les gouttelettes d'eau qui tombent ont un diamètre supérieur à 0,5 millimètre. Certaines grosses gouttes de pluie peuvent avoir un diamètre de 10 millimètres.

Note :
Pour montrer à vos élèves les différentes tailles de gouttes de pluie, essayez l'activité no 12.

Bruine verglaçante et pluie verglaçante - Il tombe une bruine verglaçante ou une pluie verglaçante lorsqu'il y a, au sol, une mince couche d'air dont la température se situe au-dessous du point de congélation et, au-dessus de celle-ci, une couche d'air plus chaud dont la température est au-dessus du point de congélation. Des gouttelettes d'eau se forment dans la couche la plus chaude et tombent dans un air plus froid. Elles se refroidissent en tombant et se congèlent lorsqu'elles touchent des objets tels que des clôtures ou des trottoirs dont la température est inférieure à zéro.

Fait à noter : La tempête de verglas de 1998 a duré du 4 au 10 janvier. Près de trois millions de personnes, en Ontario et au Québec, se sont ainsi retrouvées sans chauffage ni éclairage.

Grésil - Le grésil se forme dans les mêmes conditions que la bruine ou la pluie verglaçantes. Les gouttelettes d'eau se forment dans la couche d'air supérieure, plus chaude, et tombent dans la couche d'air inférieure, plus froide. Dans le cas du grésil cependant, la couche d'air froid est suffisamment profonde pour donner aux gouttelettes d'eau le temps de geler avant d'atteindre le sol.

Grêle - La grêle se forme uniquement dans des cumulonimbus quand de forts courants ascendants transportent des gouttelettes d'eau à une haute altitude dans les nappes supérieures des nuages où les températures sont au-dessous du point de congélation. Alors les gouttelettes gèlent. Des couches de glace s'ajoutent lorsque les courants ascendants projettent vers le haut d'autres gouttelettes d'eau qui entrent alors en collision avec les particules gelées. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que les particules de glace deviennent trop lourdes pour que les courants ascendants puissent les supporter. Elles tombent alors sous forme de grêle.

Fait à noter : Pour supporter un grêlon de quelques millimètres de diamètre, les courants ascendants doivent atteindre une vitesse de plus de 100 kilomètres/heure. Au Canada, la grosseur des grêlons varie de 5 millimètres, soit le diamètre d'un petit pois, à 114 millimètres, soir le diamètre d'un pamplemousse.

Neige - La neige est une précipitation de cristaux de glace blancs et translucides qui se sont agglomérés de façon à former des flocons. La forme et la grosseur des flocons de neige dépendent de la température qu'il fait et de la quantité de vapeur d'eau présente dans le nuage où ils se forment ainsi que dans l'air qu'ils traversent dans leur chute.

Fait à noter : Au Canada, environ 36 p. 100 des précipitations tombent sous forme de neige, comparativement à la moyenne mondiale de 5 p. 100.

Les gros flocons de neige « pelotonnante » sont des rassemblements de centaines de flocons de neige plus petits qui ont traversé un air relativement doux et se sont agglutinés. On a déjà mesuré des flocons de deux centimètres de diamètre. En revanche, une neige sèche tombe habituellement sous forme de petits flocons individuels qui ne s'agglutinent pas en traversant, dans leur chute, de l'air froid et sec.

Activité 3.9 : Un mètre cube de neige pèse environ 100 kilogrammes. Demandez à vos élèves de mesurer la surface du trottoir qui mène à l'école et de calculer le poids de la neige qu'il faudrait enlever pour dégager le trottoir après une chute de neige de 15 centimètres.

Chapitre 4 - Le temps violent au Canada

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• Temps violent estival
  • Orages
  • Dangers associés aux orages
  • Grêle
  • Rafales descendantes
  • Tornades
  • Autres phénomènes de rotation
  • Conseils de sécurité pour les enfants concernant le camping
• Tempêtes tropicales et ouragans
  • Étapes d'un cyclone tropical
  • Catégories d'ouragans
  • Dangers associés aux ouragans
  • Fréquence des ouragans
  • Conseils de sécurité pour les enfants concernant les ouragans
• Temps violent d'hiver
  • Blizzards
  • Pluie verglaçante
  • Conseils de sécurité pour les enfants concernant les tempêtes hivernales
  • Conseils de sécurité pour les enfants concernant le temps froid
• Bulletins de temps violent d'Environnement Canada
  • Avertissements météo hivernaux
  • Avertissements météorologiques estivaux
  • Avertissements pour toutes les saisons
  • Avertissements d'ouragans
• Se tenir au courant
  • Radiométéo
  • Internet
  • Médias

Les phénomènes météorologiques violents font partie de la vie canadienne. Ce pays a une superficie terrestre de 9 970 610 kilomètres carrés, ce qui en fait le plus grand pays du monde après la Russie.

Il n'est donc pas étonnant que le Canada connaisse une grande variété de phénomènes météorologiques violents : tempêtes de verglas, tornades et beaucoup d'autres. Les Canadiens font des blagues à propos de la météo du pays mais les effets des phénomènes météorologiques violents ne font pas rire. Ainsi, les grands froids et les tempêtes hivernales font plus de 100 morts chaque année.

La présente section décrit les phénomènes météorologiques violents ainsi que le programme d'avertissements météo d'Environnement Canada. Les avertissements météo signalent aux gens la possibilité de phénomènes météorologiques violents qui pourraient menacer la vie ou les biens.

Temps violent estival

Orages

Les orages constituent un élément spectaculaire, quelque peu bruyant mais tout à fait habituel d'un été ontarien. Ils prennent forme lorsqu'un air chaud, humide et instable est chassé en hauteur dans l'atmosphère. Cela peut se produire pour diverses raisons. À titre d'exemple, certains orages prennent naissance le long des limites ou des zones de transition entre des masses d'air chaud et des masses d'air froid au moment où l'air plus froid et plus lourd se glisse sous l'air chaud et le force à s'élever. D'autres orages surgissent lorsque des brises froides provenant de grands plans d'eau tels que les Grands Lacs rencontrent un air chaud et humide, loin à l'intérieur des terres. Quand cela se produit, l'air froid s'enfonce à nouveau sous l'air chaud et repousse celui-ci vers le haut dans l'atmosphère. D'autres orages se forment aussi lorsque le sol qui s'est réchauffé au cours de la journée réchauffe ensuite l'air qui se trouve près du sol et le fait s'élever. Les orages qui se forment de cette façon sont appelés orages de masse d'air. L'un des types d'orages de masse d'air est celui qui se forme au tout début de la journée sur les pentes orientées vers l'est, telles que celles de la face est des montagnes Rocheuses. La pente du sol permet aux rayons du soleil de frapper la terre à angle droit, ou presque, ce qui concentre l'énergie thermique sur une plus petite surface. Ce réchauffement supplémentaire déclenche des orages qui se déplacent ensuite vers l'est durant la journée, sous l'impulsion des vents d'ouest dominants.

Dans tous ces cas, lorsque l'air chaud monte dans l'atmosphère, il se refroidit jusqu'à sa température de point de rosée, la vapeur d'eau qu'il contient se condense et forme des gouttelettes d'eau. Mais ceci n'arrête pas l'ascension de l'air chaud. Il continue de monter aussi longtemps qu'il demeure plus chaud que l'air qui l'entoure, ne s'arrêtant que lorsqu'il atteint de l'air de même température. Formant des nuages de type cumulonimbus, l'air chaud qui s'élève, soit les courants ascendants, et l'air froid qui descend, soit les courants descendants, bousculent les gouttelettes d'eau si fort qu'elles entrent en collision les unes avec les autres et créent des gouttelettes de plus en plus grosses. À un certain moment, ces gouttelettes deviennent trop lourdes pour que même les forts courants ascendants puissent les supporter : la pluie tombe.

Activité 4.1 : Dans un orage réellement fort, les courants ascendants peuvent atteindre une vitesse supérieure à 1 800 mètres à la minute. Demandez à vos élèves de calculer ce que ça donnerait en kilomètres heure (108 km/h). Ils pourraient aussi calculer le temps qu'il faudrait à une gouttelette d'eau qui vient de se former à un point situé au tiers intérieur d'un cumulonimbus de 12 kiloètres de hauteur pour atteindre le sommet du nuage (4,4 minutes).

Dangers associés aux orages

Foudre

Simultanément, la turbulence produite dans les cumulonimbus crée des zones porteuses de charges électriques positives et négatives à l'intérieur des nuages. Les scientifiques ne savent pas pourquoi, mais de façon générale, la charge positive se crée dans les nappes supérieures froides d'un nuage tandis que la charge négative prend naissance dans les parties inférieures du nuage. Dans un deuxième temps, ce phénomène induit des charges positives dans des objets situés au sol, au-dessous.

Fait à noter : L'adage voulant que la foudre ne frappe jamais deux fois au même endroit n'est guère vrai. La foudre frappe la Tour CN de Toronto environ 70 fois par année.

Bien que l'air soit un remarquablement mauvais conducteur d'électricité, la charge électrique dans le nuage augmente jusqu'à ce qu'elle vainque la résistance de l'air. Fait digne d'intérêt, même si la foudre paraît être un simple éclair qui fend l'air en direction de la terre, ce n'est pas ainsi que les choses se passent. 

Conseils de sécurité pour les enfants concernant la foudre

Chaque orage produit de la foudre. Votre meilleure défense est de respecter la règle 30-30 :

Si vous pouvez compter moins de 30 secondes entre le moment où vous voyez l'éclair et celui où vous entendez le tonnerre, mettez-vous à l'abri et restez-y jusqu'à 30 minutes après le dernier éclair ou le dernier coup de tonnerre.

À l'intérieur :

• Tenez-vous à l'écart des portes et fenêtres.
• N'utilisez pas le téléphone, ne prenez pas de douche, ne lavez pas la vaisselle. Ne touchez même pas les robinets, les appareils électriques ou les articles en métal susceptibles de conduire l'électricité.

À l'extérieur :

• Les endroits non sécuritaires comprennent les champs, les lieux élevés, les tentes, les abris à pique-nique ou les pavillons, les abris des joueurs de baseball, les piscines intérieures (oui, même intérieures) et les objets susceptibles de conduire l'électricité tels que les clôtures en métal.
• Si vous ne pouvez trouver un abri sûr, soyez une cible aussi petite que possible. Ne vous étendez-pas - accroupissez-vous de façon à ce que seulement vos orteils touchent le sol et baissez la tête.
• Pour être en sécurité, il faut également éviter de conduire sa bicyclette, faire de la planche à roulettes ou jouer au golf tant que la tempête n'est pas passée.
• Si vous nagez ou faites du bateau, retournez au rivage immédiatement.
• Dans les régions boisées, enfoncez-vous profondément dans un bouquet d'arbres et trouvez une dépression dans le terrain, mais ne trouvez jamais abri sous un arbre solitaire.

Dans un véhicule :

• Vous êtes en sécurité dans un véhicule à toit rigide comme une automobile ou un véhicule récréatif, parce que la carrosserie extérieure, en métal, détournera la foudre. Mais gardez vos mains sur les genoux et ne touchez à rien qui soit en métal à l'intérieur du véhicule.

Habituellement, la foudre se déclenche lorsque les électrons porteurs d'une charge négative commencent à descendre du nuage vers le sol dans ce qu'on appelle un traceur ou une décharge pilote par bonds. Quand les électrons s'approchent du sol, leur force négative exerce une attraction sur la charge positive du sol qui remonte dans ce qu'on appelle une décharge principale. Cette décharge ou ce trait de retour monte à une vitesse d'environ 96 000 kilomètres à la seconde, sa température étant de 30 000 ºC, ce qui équivaut à six fois la chaleur du soleil. Le même phénomène se produit lorsque la foudre va d'un nuage à l'autre. En fait, neuf décharges électriques sur dix prennent la forme d'éclairs entre des nuages ou à l'intérieur d'un même nuage.

Fait à noter : La foudre tue en moyenne 7 personnes et en blesse de 60 à 70 autres chaque année au Canada. On lui doit aussi 42 p. 100 des incendies de forêt qui éclatent au pays. On a estimé à 14 milliards de dollars annuellement le coût des incendies causés par la foudre aux cours des années récentes.

Le tonnerre est un sous-produit de la foudre. C'est le son produit par l'expansion soudaine et rapide de l'étroit canal d'air chauffé par la décharge électrique. Vous voyez l'éclair puis entendez ensuite le tonnerre parce que la vitesse de la lumière est environ un million de fois plus grande que celle du son.

Fait à noter : Vous pouvez savoir à combien de kilomètres se trouve un orage en comptant le nombre de secondes qui s'écoulent entre le moment où vous voyez l'éclair et celui où vous entendez le tonnerre puis en divisant ce nombre par trois. Par exemple, si vous comptez 15 secondes entre l'éclair et le coup de tonnerre, alors l'orage est à environ 5 kilomètres de distance.

Un autre aspect caractérise les orages, à savoir qu'ils se modifient souvent en se déplaçant à travers la campagne. Les lacs et le type de terrain peuvent influer sur la force, le mouvement et la durée des orages. À titre d'exemple, si un orage franchit des collines et des crêtes, il acquiert de la puissance en montant sur un côté et en perd en descendant de l'autre. Un orage peut gagner de la force s'il se déplace au-dessus d'une longue bande de terrain plat soumise tout l'après-midi aux rayons brûlants du soleil, ou en perdre s'il passe au-dessus d'une grande nappe d'eau froide telle que l'un des Grands Lacs à la fin du printemps.

Activité 4.2 : Demandez à vos élèves d'échanger sur les raisons possibles pour lesquelles cinq fois plus d'hommes que de femmes sont frappés par la foudre. La raison la plus probable est que les hommes sont plus nombreux que les femmes à travailler à l'extérieur.

Un faible pourcentage seulement des orages qui grondent à travers le pays contiennent suffisamment d'énergie pour produire des phénomènes météorologiques violents - vents forts, pluie intense, grêle ou tornades. Toutefois, tout orage peut être dangereux.

Grêle

La grêle se forme quand les courants ascendants transportent des gouttelettes d'eau jusqu'aux couches froides d'un cumulonimbus, où elles gèlent. Des couches de glace s'ajoutent lorsque les courants ascendants projettent vers le haut d'autres gouttelettes d'eau qui entrent alors en collision avec les particules maintenant gelées. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que les particules de glace deviennent trop lourdes pour que les courants ascendants puissent les supporter. Elles tombent alors au sol sous forme de grêle. 

Conseils de sécurité pour les enfants concernant la grêle

À l'intérieur :

• Observez votre plan de sécurité en cas de foudre.
• Restez à l'intérieur et tenez-vous à l'écart des fenêtres susceptibles d'être frappées par la grêle.
• Veillez aussi à ce que tous vos animaux de compagnie soient à l'intérieur.

À l'extérieur :

• Trouvez quelque chose pour protéger votre corps ou au moins votre tête.
• Ne vous placez pas dans des fossés ou des dépressions qui pourraient soudainement se remplir d'eau.

Dans un véhicule :

• Une automobile peut vous offrir une protection raisonnable, mais sachez que des grêlons particulièrement gros pourraient en fracasser les fenêtres.

La grêle est l'une des formes les plus destructives de phénomène météorologique violent que connaisse le Canada. Les grêlons peuvent détruire des récoltes, bosseler des véhicules et causer des millions de dollars de dommage.  Environnement Canada émet un avertissement de temps violent lorsqu'on prévoit des grêlons de la taille d'une pièce de cinq cents (20 mm ) ou plus.

Fait à noter : Le plus lourd grêlon recensé au Canada est tombé à Cedoux, en Saskatchewan. Il pesait 290 grammes et son diamètre maximal était de 114 millimètres.

Rafales descendantes

Les rafales descendantes constituent un autre danger des gros orages. Ce sont les courants descendants qui accompagnent habituellement la pluie ou la grêle. Ils plongent vers le sol et se dispersent à des vitesses atteignant parfois 220 km/h, soit la vitesse d'une tornade d'intensité EF2. Une microrafale est une forme de rafale descendante de moins de quatre kilomètres de largeur et souvent plus intense. Il est arrivé que des microrafales fassent s'écraser des avions et chavirer des voiliers.

Les vents rectilignes ou les lignes d'orages sont d'autres termes utilisés pour décrire de forts courants descendants qui peuvent se propager devant des orages. Les derechos sont des tempêtes de vent qui causent plus de dommages et qui durent plus longtemps, et sont souvent associés à des lignes ou des groupes d'orages plus larges. Pour ce qui est des derechos, on peut s'attendre à ce que des vents d'au moins 90 km/h causent des dommages sur une largeur d'une dizaine à une centaine de kilomètres et, par définition, sur une longueur d'au moins 400 km.

Fait à noter : Les gens confondent souvent les rafales descendantes et les tornades, croyant que seules les tornades peuvent produire des vents aussi dévastateurs.
Fait à noter : Le mot « derechos » vient du mot espagnol pour « droit devant » tandis que le mot  « tornade » vient du mot espagnol signifiant « tourner ».

Tornades

Les tornades prennent souvent naissance par temps très chaud et humide, à la fin du printemps ou en été, en après-midi ou en soirée. Les orages qui produisent les tornades se forment souvent près des fronts chauds ou des fronts froids, ou d'autres lignes de démarcation entre les masses d'air chaud et les masses d'air froid. Les tornades constituent des colonnes d'air tournant violemment et s'étirant de la base d'un nuage jusqu'à la surface du sol. Avant la formation d'une tornade, la baisse de la pression atmosphérique entraîne souvent la formation d'un nuage en entonnoir. Certains nuages en entonnoir n'atteignent jamais véritablement le sol. Toutefois, leur portée globale peut se manifester par un tourbillon de poussière et de débris près du sol (ou une colonne d'embruns en rotation à la surface de l'eau).

La largeur d'une tornade peut varier de 10 mètres à deux kilomètres. Par exemple, la tornade qui a dévasté Edmonton le 31 juillet 1987 a atteint jusqu'à un kilomètre de largeur. Les tornades se déplacent habituellement à partir du sud-ouest, de l'ouest ou du nord-ouest, à la vitesse de l'orage qui les a engendrées, soit généralement entre 20 et 80 km/h. Les tornades se déplacent souvent en ligne relativement droite, mais elles peuvent changer de direction rapidement. Dans la plupart des cas, elles durent moins de 10 minutes et parcourent moins de 10 kilomètres. Il ne s'agit cependant que d’une moyenne. La tornade d'Edmonton a d'ailleurs été de longue durée et s'est frayé un chemin de près de 40 kilomètres de long dans la capitale albertaine. La tornade qui a déferlé sur Grand Valley, dans le sud de l'Ontario, le 31 mai 1985, a parcouru 110 kilomètres avant de se dissiper.

Activité 4.3 : Pour illustrer une tornade à vos élèves, essayez l'activité no 13.

Échelle de Fujita améliorée – À compter du 1^er avril 2013, Environnement Canada mesurera l'intensité des tornades au moyen de l'échelle de Fujita améliorée. Il s'agit d'une version mise à jour et plus exacte de l'échelle de Fujita initiale établie par le chercheur scientifique américain Tetsuya (Ted) Fujita, un pionnier de la recherche sur les tornades.

Des tornades ont été signalées et confirmées dans chacune des provinces et dans deux territoires. Chaque année, environ 62 tornades sont enregistrées au Canada. La plupart sont trop faibles pour causer de graves dommages. Toutefois, les tornades de 1985 à Barrie, en Ontario, et de 1987 à Edmonton, en Alberta, ont atteint F4 sur l'échelle de Fujita. En 2007, la tornade d'Elie, au Manitoba, était la première tornade F5 officielle du Canada.

Conseils de sécurité pour les enfants concernant les tornades

Les tornades surviennent surtout en après-midi ou en début de soirée, de mai à septembre, bien qu'on en ait observé durant la nuit ou même en novembre. Ne prenez pas de chance si vous voyez un nuage en entonnoir ou si vous entendez dire qu'on a émis un avertissement de tornade pour votre région.

À l'intérieur :  

• Tenez-vous à l'écart des fenêtres, des portes et des murs extérieurs.
• Dans une maison, allez au sous-sol ou trouvez abri dans une petite pièce du rez-de-chaussée près du centre de la maison telle qu'une salle de bain, un corridor ou un placard. Si cela est impossible, placez-vous sous un pupitre ou une table solide.
• Dans un immeuble, n'utilisez pas l'ascenseur. Rendez-vous dans un corridor ou une pièce intérieure.
• À l'école, ne vous rendez pas dans le gymnase. Le gymnase, tout comme les arénas et les auditoriums, peut avoir un toit de grande portée qui n'est pas supporté au milieu, ce qui le rend plus susceptible de s'effondrer en cas de tornade. Dans ce type d'immeuble, rendez-vous dans une plus petite pièce telle qu'une salle de bain ou un vestiaire.

À l'extérieur :   

• Si vous ne pouvez vous rendre dans un édifice solidement construit, cherchez à vous mettre à l'abri dans une dépression située dans un bouquet d'arbres, étendez-vous et protégez votre tête.
• Si vous êtes en terrain ouvert, trouvez un fossé ou une autre dépression, étendez-vous et protégez votre tête.
• Dans tous les cas, la clé est de se placer aussi près du sol que possible et de protéger sa tête contre les débris volant de toutes parts.

Dans un véhicule :  

• Un véhicule n'est pas un abri sûr en cas de tornade. Ne vous faites pas prendre dans une voiture, une camionnette de camping ou une maison mobile.
• Si possible, rendez-vous au niveau inférieur d'un édifice muni d'une solide fondation ou d'un sous-sol.
• Si aucun édifice du genre n'est disponible, quittez votre véhicule et trouvez une dépression dans le terrain. Étendez-vous et protégez votre tête.

Autres phénomènes de rotation

La plupart des phénomènes météorologiques violents estivaux, y compris les tornades dévastatrices, sont le fruit d'un orage de type particulier appelé supercellule. Dans le cas des supercellules, de multiples courants ascendants continuent d'alimenter l'orage, lui permettant de maintenir son intensité durant plusieurs heures. Toutefois, certains phénomènes apparentés aux tornades peuvent se former en-dessous de nuages moins développés, au-dessus de l'eau ou même par temps ensoleillé.

Tourbillons de poussière

Normalement inoffensifs, les tourbillons de poussière sont des courants ascendants en rotation ou des remous, qui se forment habituellement au cours des chaudes journées ensoleillées lorsqu'un intense réchauffement de la surface occasionne aussi un réchauffement de l'air à la surface du sol. Cette poche d'air chaud s'élève rapidement sous forme de petites colonnes tourbillonnantes, et l'air froid se déplace rapidement pour le remplacer. Le tourbillon qui en résulte peut être observé en raison de la poussière qu'il ramasse. Les tourbillons de poussière atteignent rarement une hauteur supérieure à 100 mètres , mais advenant le cas, ils peuvent renverser des objets comme des meubles de jardin.

Nuages en entonnoir

Comme nous l'avons mentionné dans la section sur les orages, chaque tornade débute sous forme de nuage en entonnoir, mais ce ne sont pas tous ces nuages qui se transforment en tornades. Un entonnoir de condensation tourbillonnant peut se former sous de gros cumulus ou durant des orages faibles, mais la plupart n'ont pas l'énergie nécéssaire pour atteindre la surface de la terre. Ils tourbillonnent dans l'air sans toucher le sol et se résorbent normalement peu de temps après leur formation.

Trombes marines

Les trombes marines se forment lors de périodes de temps frais instable, entre la mi-juillet et la fin d'octobre, sur de grandes nappes d'eau telles que le lac Winnipeg et les Grands Lacs. Une trombe ressemble à une tornade mais elle est beaucoup plus petite et plus faible. C'est une mince colonne de vapeur et d'eau, d'aspect gracieux, qui tourne et s'étire entre la base d'un cumulus bourgeonnant et la surface de l'eau. Le diamètre d'une trombe marine varie de 7 à 20 mètres, et ses vents soufflent entre 40 et 80 km/h , ce qui est suffisamment fort pour faire chavirer un bateau. Les trombes marines ne posent aucune menace sur terre puisqu'elles s'effondrent dès qu'elles atteignent le littoral.

Conseils de sécurité pour les enfants concernant le camping

Voici un autre conseil à ajouter à la liste. Tout comme votre école dispose de sorties de secours pour vous permettre de vous éloigner en toute sécurité, vous devriez choisir un refuge sécuritaire près de votre emplacement de camping au cas où vous auriez à trouver refuge par temps violent.

• Dans un terrain de camping organisé, il se peut qu'il y ait un bloc sanitaire ou des douches à proximité.
• En cas de camping sauvage, essayez de trouver une dépression du terrain dans un boisé dense.

En repérant votre « sortie de secours » au préalable, vous pourrez réagir plus rapidement si une tempête estivale survient.

Tempêtes tropicales et ouragans

On appelle cyclone tropical tout système de basse pression alimenté par la chaleur rejetée lorsque l'air humide s'élève et se condense. Un cyclone tropical qui s'intensifie en traversant les trois étapes décrites dans cette section sera appelé « ouragan » s'il se forme au-dessus de l'océan Atlantique ou « typhon » s'il se forme dans le nord-ouest du Pacifique. Dans l'Atlantique, la saison des ouragans va de juin à novembre, avec un sommet entre août et octobre, lorsque la surface de l'océan atteint sa température la plus chaude.   

Mais qu'est-ce qui cause un ouragan? Voici les principaux ingrédients :

• Les ouragans ne se forment qu'au-dessus d'une zone d'eau océanique assez chaude pour fournir une bonne source d'énergie - sa température doit être d'au moins 26,5°C. On ne trouve de l'eau océanique aussi chaude que dans les tropiques, mais jamais au large des côtes du Canada.
• L'atmosphère au-dessus doit se refroidir rapidement avec l'altitude, de sorte que l'air chaud ascendant continuera de s'élever en traversant les couches plus froides, ce qui permettra à la perturbation de croître.
• Les vents à tous les niveaux de l'atmosphère, depuis l'océan jusqu'à 9 000 mètres , doivent souffler dans la même direction et à environ à la même vitesse. Des vitesses de vent différentes entravent le développement de la tempête.
• Il est rare qu'un ouragan se forme à moins de 500 kilomètres de l'équateur, parce que la force de Coriolis qui fait tournoyer les vents durant ces tempêtes devient trop faible près de l'équateur.

Ces ingrédients ne produisent pas toujours un ouragan, mais un ouragan ne se formera jamais sans eux.

Étapes d'un cyclone tropical

La perturbation initiale (appelée perturbation tropicale) n'est qu'une vaste superficie d'orages persistant durant plus d'une journée. Si la perturbation s'organise et que la pression atmosphérique en son centre diminue, les vents qui augmentent commencent à tourbillonner et la perturbation devient un cyclone tropical.  

Il existe trois types de cyclones tropicaux :

• La dépression tropicale. Il s'agit de la première étape, lorsque la circulation au sein du système est devenue assez organisée pour produire des vents soutenus de 37 à 62 km/h . Certaines dépressions tropicales continuent de s'intensifier tandis que d'autres s'épuisent sans se développer davantage.
• La tempête tropicale. Si le centre de basse pression continue de se développer, avec de forts orages et des régimes de circulation bien définis qui produisent des vents soutenus atteignant 63 km/h ou plus, le système devient une tempête tropicale et se voit attribuer un nom. Le fait de nommer une tempête réduit la confusion lorsque plus d'une tempête est active.
• L'ouragan. Si la pression atmosphérique au centre de la tempête tropicale continue de chuter, la circulation autour du centre s'intensifie et les vitesses du vent augmentent. Lorsque le système produit des vents soutenus de 119 km/h ou plus, il atteint le statut d'ouragan. À cette étape, un « oil » ou une zone calme se forme au cour de la tempête, autour duquel tournent des bandes de pluies torrentielles.

Fait à noter : On prépare, bien avant chaque saison des ouragans, une liste alphabétique de noms en utilisant en alternance des noms masculins et féminins. La liste ne contient que 21 noms - les lettres Q, U, X, Y, et Z ne sont pas utilisées car peu de noms commencent pas ces lettres.

Tous les types de cyclones tropicaux sont susceptibles de causer des dommages, qui sont fonction du lieu où ils frappent et des risques particuliers associés avec le système en cause.

Les ouragans commencent à s'affaiblir pour ensuite se dissiper lorsque les ingrédients qui les ont créés - particulièrement l'eau océanique chaude - ne sont plus présents.

Catégories d'ouragans

Les ouragans sont classés en fonction de la force de leurs vents, à l'aide de l'échelle Saffir-Simpson. Un ouragan de catégorie 1 a les vitesses de vent les plus faibles et un ouragan de catégorie 5, les plus fortes.

Fait à noter : Aucun ouragan de catégorie 3, 4 ou 5 n'a touché terre au Canada depuis plus d'un siècle.

Dangers associés aux ouragans

Les dangers habituellement associés aux ouragans comprennent les vents violents, les ondes de tempête et les inondations résultant des pluies abondantes. 

Fait à noter : Plus de la moitié des ouragans qui touchent terre aux États-Unis produisent au moins une tornade. Cela ne survient que rarement au Canada.

En règle générale, la plupart des pertes de vies causées par les ouragans le sont par les ondes de tempêtes. Une onde de tempête est tout simplement une houle poussée vers le rivage par de forts vents. Cette onde d'eau qui avance se conjugue à la marée normale pour créer une onde de tempête susceptible d'accroître le niveau moyen de l'eau de cinq mètres ou plus et de causer de graves inondations le long du littoral. Au Canada, toutefois, la plupart des morts sont dues aux inondations causées par la pluie.

Fréquence des ouragans

Au cours d'une année moyenne, sur les douzaines de dépressions tropicales qui se forment, 10 atteindront le statut de tempête tropicale au-dessus du bassin de l'Atlantique. Le bassin comprend l'océan Atlantique, la mer des Caraïbes et le golfe du Mexique. Six se développeront davantage pour devenir des ouragans, dont deux ou trois seront classés comme ouragans intenses, atteignant la catégorie 3 ou plus. Depuis 1994, ces moyennes ont grimpé à 15 tempêtes tropicales, 8 ouragans et 4 ouragans intenses.

Au cours d'une année moyenne, l'est du Canada est touché par quatre cyclones tropicaux de forces variables. Selon le trajet et la taille de la tempête, ses effets peuvent être ressentis à l'ouest jusqu'au Québec et en Ontario ou au nord jusqu'au Nunavut. Sur la côte ouest, la Colombie-Britannique n'est jamais touchée directement par des cyclones tropicaux. Toutefois, en octobre 1972, les restes du typhon Freda ont frappé la côte Pacifique de la Colombie-Britannique, causant sept morts et quelque 10 millions de dollars de dommages. Cette tempête a dévasté toute la côte nord-ouest des É.-U. et est devenue la tristement célèbre « Columbus Day Storm. »

Fait à noter : L'ouragan le plus connu du Canada a été l'ouragan Hazel, qui a frappé le sud de l'Ontario en octobre 1954, causant 81 morts et plus de 100 millions de dommages. La plupart de la destruction a été causée par les inondations dues aux 200 millimètres de pluie tombés en moins de 24 heures.

La saison des ouragans de 2005 a trouvé sa place dans les livres des records. Le bassin de l'Atlantique a produit 28 tempêtes nommées, obligeant les prévisionnistes à utiliser l'alphabet grec pour nommer les tempêtes une fois la liste annuelle de noms épuisée. Quatre ouragans ont atteint la catégorie 5 (un record) à un moment ou l'autre - Emily, Katrina, Rita et Wilma - bien qu'aucun n'ait touché terre à cette force. Voici quelques comparaisons. 

Conseils de sécurité pour les enfants concernant les ouragans

• Suivez le plan d'urgence de votre famille pour des événements tels que des tornades.
• Si vous vivez près de la côte, sachez quelles sont les marées locales. Les marées élevées accroîtront considérablement le danger des ondes de tempête. Quittez les plages basses.
• Allez à l'intérieur et demeurez-y. Il est extrêmement dangereux de voyager ou de se déplacer à l'extérieur durant un ouragan.
• Suivez les progrès de la tempête grâce aux bulletins de Radiométéo d'Environnement Canada, sur Internet ou sur les stations locales de radio et de télévision. Une radio à pile vous permettra d'avoir accès à ces bulletins durant les pannes de courrant.

Temps violent d'hiver

Blizzards

Le mot blizzard a été utilisé pour la première fois au début du XIX^esiècle, aux États-Unis, pour désigner une tempête de neige. De nos jours, les météorologistes emploient le mot pour désigner une tempête de neige parmi les pires qu'on puisse connaître en hiver. Les blizzards réunissent à la fois des vents violents, un froid glacial et de la poudrerie. Ils sont dangereux à plus d'un titre. Premièrement, la neige est souvent poudreuse et suffisamment fine pour entrer dans vos poumons lorsque vous respirez. Deuxièmement, la combinaison du grand froid et des vents violents peut causer des gelures en quelques secondes. Troisièmement, la neige soulevée et les vents violents rendent souvent la visibilité quasi nulle. Les histoires véridiques de pionniers, d'agriculteurs, d'exploitants de ranchs ou d'explorateurs morts gelés à quelques mètres seulement du refuge qu'ils n'ont pu voir abondent dans la littérature canadienne.

Au Canada, c'est dans la partie sud des Prairies, dans les Maritimes et dans l'est de l'Arctique que les blizzards sont les plus fréquents. Ils sont relativement rares en Ontario.

Pluie verglaçante

La pluie verglaçante est un important danger hivernal au Canada, mais elle peut aussi survenir à la fin de l'automne ou au début du printemps. Cette pluie dépose de la glace sur les arbres, sur les lignes de transport d'électricité, sur les routes et les trottoirs. L'accumulation de glace peut faire tomber des branches et des arbres ainsi que des lignes d'électricité et de téléphone aériennes. Cela peut perturber l'approvisionnement en électricité et les communications durant des jours. Même une faible accumulation de glace peut faire courir des risques tant aux piétons qu'aux conducteurs.

Conseils de sécurité pour les enfants concernant les tempêtes hivernales

Demeurez à l'intérieur et attendez que la tempête se termine.

• Si vous devez aller à l'extérieur durant une courte période, revêtez de multiples couches de vêtements amples.
• La couche extérieure devrait être munie d'un capuchon, être tissée serrée et être hydrofuge.
• Les mitaines sont plus chaudes que les gants.
• Portez un chapeau car c'est par la tête que le corps perd le plus chaleur.
• S'il fait très froid, recouvrez-votre bouche d'une écharpe pour protéger vos poumons contre l'air froid.

Ne touchez jamais à une ligne d'électricité qui aurait pu tomber au sol en raison du vent ou de l'accumulation de glace. Il se peut qu'elle soit encore sous tension et vous pourriez vous électrocuter.

Si vous vous trouvez bloqué lors d'un déplacement en véhicule, attendez les secours :

• Demeurez dans la voiture - vous éviterez de vous perdre et la voiture vous servira d'abri.
• Gardez-vous au sec et au chaud. Si vous commencez à transpirer, retirez votre chapeau ou une couche de vêtements.
• Ouvrez la fenêtre d'un centimètre ou moins du côté opposé au vent pour alimenter la voiture en air frais.
• Bougez périodiquement vos bras et vos jambes pour garder vos mains et vos pieds au chaud.
• Gardez l'oil ouvert pour repérer d'autres véhicules ou des équipes de secours.

On entend par « tempête de verglas » un phénomène de pluie verglaçante particulièrement violent. La tempête de verglas qui a touché des parties de l'est de l'Ontario, du Québec et du Nouveau-Brunswick du 4 au 10 janvier 1998 a été la pire qu'on ait connue de mémoire d'homme. Elle a causé directement ou indirectement la mort de 25 personnes et, à son point culminant, privé d'électricité plus de trois millions de gens en Ontario et au Québec. Une semaine après la fin de la tempête, près d'un million de personnes étaient toujours privées de lumière et de chauffage.

Activité 4.4 : Demandez à vos élèves d'écrire une histoire décrivant ce que cela donnerait s'il devaient vivre dans leur maison pendant 7 jours, en hiver, sans électricité, sans eau courante et sans la chaleur fournie par le chauffage central. Demandez-leur quelles fournitures ils souhaiteralent conserver à la maison pour les aider à tenir le coup lors d'un tel événement.

Sous certains aspects, cette tempête était typique des tempêtes de pluie verglaçante. Pendant plusieurs jours, une zone de basse pression située au-dessus de la partie sud du Texas a refoulé l'air chaud et humide provenant du golfe du Mexique vers le sud de l'Ontario et du Québec. Cet air est entré dans cette région à peu près à la hauteur des nuages bas, soit à moins de deux kilomètres du sol.

Simultanément, une vaste zone de haute pression stationnaire se maintenait au-dessus de la baie d'Hudson et refoulait de l'air froid dans les vallées de la rivière des Outaouais et du fleuve Saint-Laurent. Comme l'air chaud est plus léger que l'air froid, l'air chaud et humide venant du sud s'est élevé au-dessus de l'air froid et est demeuré là.  C'est la recette classique de la pluie verglaçante : une couche d'air chaud au-dessus d'une couche peu profonde d'air froid.

Les gouttes de pluie qui se sont mises à tomber des nuages situés dans la couche d'air chaud devaient franchir la couche d'air froid située au-dessous, où les températures se maintenaient tout près, ou juste au-dessous du point de congélation. En passant à travers cette couche, les gouttelettes d'eau refroidissaient sous le point de congélation, devenant ce que les météorologues appellent de l'eau surfondue. En conséquence, lorsque ces gouttes de pluie très froides entraient en contact avec un objet plus froid, un fil électrique ou une branche d'arbre par exemple, elles gelaient aussitôt, formant ainsi un revêtement de glace.

Dans la plupart des cas, les tempêtes de verglas ne durent que quelques heures. Certaines se prolongent, parfois jusqu'à trois jours. Celle du début janvier 1998 s'est poursuivie pendant six longues journées. Cela est dû au fait qu'une zone de haute pression située près des Bermudes, à 1 100 kilomètres au sud-est de la Caroline du Nord, empêchait les tempêtes qui se formaient dans le golfe du Mexique d'en sortir et de se diriger vers l'océan Atlantique. La zone de haute pression faisait plutôt dévier les tempêtes vers le nord, le long du flanc ouest des Appalaches, dans l'est des États-Unis, tout droit vers l'Ontario et le Québec.

Conseils de sécurité pour les enfants concernant le temps froid

Les engelures et l'hypothermie (basse température corporelle) surviennent lorsque le corps perd plus de chaleur qu'il ne peut en produire. Bien que cela survienne plus rapidement lors d'une journée venteuse d'hiver, ne soyez pas dupe - il faut vous protéger contre les engelures toutes les journées froides d'hiver.

• Limitez le temps que vous passez à l'extérieur lorsque la température est extrêmement froide.
• Habillez-vous convenablement et recouvrez votre tête, vos oreilles et votre visage.
• Utilisez le système de surveillance mutuelle. Vous et un ami pouvez vérifier réciproquement la présence de plaques blanches sur le visage, là où la peau est gelée. Si vous repérez une engelure, rendez-vous à l'intérieur immédiatement pour obtenir de l'aide.
• Demeurez actif. L'activité physique génère davantage de chaleur corporelle.
• Restez au sec. Les vêtements humides accélèrent la perte de chaleur corporelle. Si vos mitaines ou vos bottes sont mouillées, rentrez et changez-les.

Bulletins de temps violent d'Environnement Canada

Seul Environnement Canada peut émettre des alertes météo pour tenir le public canadien au courant des phénomènes météorologiques susceptibles d'affecter leur sécurité ou leur biens. Ces alertes météorologiques appartiennent à trois catégories :

• Les bulletins météorologiques spéciaux sont émis en cas de phénomènes qui ne sont pas assez violents pour justifier un avertissement, mais qui peuvent néanmoins causer des inconvénients ou être inquiétants pour la population. Par exemple, on pourrait émettre un bulletin météorologique spécial pour souligner la présence d'un brouillard dense généralisé susceptible de causer des problèmes de transport, ou pour préciser un avertissement météorologique en vigueur près de nos frontières.
• Les veilles météorologiques avertissent que les conditions sont favorables à la formation de tempêtes. Les veilles peuvent être émises jusqu'à 12 heures avant le phénomène météorologique, lorsque le temps dangereux a été repéré mais qu'on n'a pas encore déterminé avec certitude la trajectoire et la force du système. Les veilles peuvent être émises pour cinq phénomènes météorologiques violents afin de fournir un avertissement plus précoce de la menace. Ces phénomènes comprennent les d'orages violents, les tornades, les tempêtes hivernales, les tempêtes tropicales et les ouragans.
• Les avertissements météo sont émis lorsqu'un phénomène violent survient ou est sur le point de survenir. Environnement Canada essaie d'émettre l'avertissement de 6 à 18 heures au préalable, selon le type de phénomène. Toutefois, les orages se développent souvent rapidement de sorte que les délais pourraient être inférieurs à une heure dans certains cas. Le seuil de publication des divers types d'avertissements dépend du climat d'une région ainsi que des besoins locaux.

Avertissements météo hivernaux

Les critères qui président aux avertissements de temps violent hivernal diffèrent d'un bout à l'autre du pays, parce que le climat lui-même (ou ce qui est considéré comme « normal ») varie aussi d'un lieu à l'autre. Voici les principaux types d'avertissements émis par Environnement Canada en hiver, bien que le seuil d'émission des avertissements puisse varier selon les régions.

• On émet un avertissement de neige lorsqu'on s'attend qu'une quantité inhabituelle de neige tombe au cours d'une période relativement courte. À Vancouver, 5 centimètres de neige en 12 heures sont considérés inhabituels tandis qu'en Ontario, on n'émet un tel avertissement que si 15 centimètres de neige sont prévus au cours de cette période.
•  Un avertissement de blizzard est émis lorsqu'on prévoit l'ensemble des conditions suivantes : vents forts, visibilité réduite en raison de la neige ou des bourrasques de neige, et températures froides, persistant durant quatre heures ou plus.
•  Un avertissement de pluie verglaçante est émis lorsqu'on s'attend que la pluie durera assez longtemps pour que l'accumulation crée des conditions de marche et de conduite dangereuses, et que les arbres ou les câbles aériens subissent des dommages en raison de l'accumulation de glace.
• Un avertissement de refroidissement éolien est émis lorsqu'on s'attend que des vents d'au moins 15 km/h se combinent à des températures très froides pour produire des conditions extérieures dangereuses, durant une période de plus de trois heures. Les critères pour ce type d'avertissement varient d'un bout à l'autre du pays, allant de -55 dans certaines régions arctiques à -30 dans le sud-ouest de l'Ontario.

Dans certaines régions, la combinaison de ces phénomènes incite Environnement Canada à émettre un avertissement de tempête hivernale plus général. Les différences climatiques d'un bout à l'autre du pays donnent lieu à d'autres types d'avertissements dans certaines régions. Près des grands plans d'eau tels que les Grands Lacs, on émet souvent des avertissements de bourrasques de neige. En certains endroits, les bourrasques peuvent réduire la visibilité suffisamment pour justifier un avertissement public. Dans les principaux corridors de transport, une baisse soudaine des températures qui passent sous le point de congélation peut transformer une route mouillée en patinoire, de sorte qu'on peut émettre un avertissement de gel rapide.

Avertissements météorologiques estivaux

Bien que les critères relatifs aux avertissements de temps violent estival puissent différer d'une région à l'autre, Environnement Canada émet quatre types d'avertissements en été :

• Un avertissement d'orage violent est émis lorsqu'un orage violent s'est développé, produisant des pluies causant des inondations, des vents destructeurs avec des rafales d'au moins 90 km/h et/ou des grêlons d'un diamètre d'au moins 10 à 20 mm.
• Un avertissement de tornade est émis lorsqu'on observe ou qu'on détecte sur le radar Doppler au moins une tornade ou un nuage en entonnoir.
• Une alerte de vent est émise en cas de vents soutenus d'au moins 60 km/h ou de rafales d'au moins 90 km/h .
• Un avertissement de pluie est émis lorsqu'une pluie abondante ou prolongée est suffisante pour causer des inondations ou des crues éclairs à l'échelon local.

Avertissements pour toutes les saisons

 Certains types de conditions météorologiques font courir des risques à l'année longue et Environnement Canada émet les avertissements qui s'imposent pour alerter la population.

Avertissements d'ouragans

Il existe aussi des avertissements précis qu'on peut émettre lorsque des ouragans ou des tempêtes tropicales menacent le territoire canadien.

• Un avertissement de tempête tropicale est émis lorsqu'un cyclone tropical s'approche et qu'on prévoit qu'il produira des vents de 63 à 118 km/h dans les 24 heures suivantes.
• Un avertissement d'ouragan est émis lorsqu'un cyclone tropical s'approche et qu'on s'attend qu'il produira des vents supérieurs à 118 km/h dans les 24 heures.

Se tenir au courant

Environnement Canada utilise divers moyens pour s'assurer que toute personne, peu importe la technologie dont elle dispose, puisse avoir accès aux renseignements météorologiques.

Radiométéo

Environnement Canada possède son propre réseau radiophonique qui diffuse de l'information météorologique en continu, 24 heures sur 24. Appelé Radiométéo, ce réseau utilise des fréquences VHF afin que des récepteurs spécialisés puissent s'activer automatiquement lorsque des avertissements sont émis pour votre région. Le réseau prend de l'expansion; consultez donc la fiche d'information sur Radiométéo que vous trouverez à la page des publications, à Qu’est-ce que Radio-Météo?, pour trouver l'émetteur le plus près de chez vous. 

Internet

Des millions de personnes consultent le principal site web météorologique d'Environnement Canada à La météo au Canada pour visionner les images radar ou vérifier les prévisions de l'une ou l'autre des centaines de villes affichées au moyen de menus déroulants. 

Médias

La source la plus populaire de renseignements météorologiques pour les Canadiens demeure les médias locaux : radio, télévision ou quotidiens - et Environnement Canada leur fournit directement des renseignements météorologiques par l'entremise des services télégraphiques et d'un site web réservé aux médias.         

Activité 4.5 : Voici une liste des phénomènes pour lesquels les météorologues d'Environnement Canada émettent des bulletins météorologiques spéciaux, des veilles ou des avertissements. Répartissez la liste en deux colonnes, la première indiquant les phénomènes qui pourraient survenir dans n'importe quelle région du Canada et la deuxième, les phénomènes qui ne surviennent que dans une région précise du pays.

Chapitre 5 - La météo et les Canadiens

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• La météo et les Canadiens
  • La météo et les vêtements
  • La météo et votre journée
  • La météo et les immeubles
  • La météo et les entreprises
  • La météo et l'invention
  • La météo et la géographie
• Changements climatiques
  • Les gaz à effet de serre
  • Comment les êtres humains perturbent l'équilibre
  • Conséquences éventuelles
  • Comment faire sa part

La météo et les Canadiens

Les Canadiens sont fascinés par la météo, et à juste titre. Rares sont les pays qui offrent une telle diversité sur ce plan - non seulement d'une saison à l'autre, mais aussi d'un endroit à l'autre.

Le temps qu'il fait influe sur presque toutes les dimensions de la vie canadienne. Il exerce une influence sur ce que nous mangeons, sur ce que nous portons, sur ce que nous ressentons et même sur ce que nous faisons. La météo est même une excuse toute trouvée pour éviter de faire quelque chose. parce qu'il fait trop chaud ou trop froid, ou qu'il pleut trop. Elle a également inspiré l'invention d'une foule de produits.

Mais il ne faut pas pour autant s'en prendre à la météo : si le temps ne changeait pas à l'occasion, 9 personnes sur 10 ne pourraient amorcer une conversation.

Activité 5.1 : Demandez à vos étèves de relever, pendant un mois, des reportages à la télévision et dans les journaux au sujet de phénomènes météorologiques inhabituels ou violents. Ils peuvent en rendre compte à la classe ou les consigner dans un album de découpures, ou les deux.

Note :
Pour aider vos élèves à visualiser l'évolution du temps dans votre région d'une saison à l'autre, demandez-leur de produire l'activité no 14 - graphique demandé dans l'exercice

La météo et les vêtements

La météo influe non seulement sur le type de vêtements que nous portons mais même sur leur couleur. Ce n'est pas uniquement par souci de coquetterie qu'on dit de ne pas porter de blanc avant la Fête de Dollard ou après la Fête du travail. Ce n'est que du gros bon sens. Les couleurs pâles reflètent davantage l'énergie solaire que les couleurs foncées; elles sont par conséquent plus fraîches par temps chaud et ensoleillé d'été. Inversement, le noir, fort à la mode, absorbe une bonne partie de l'énergie solaire et vous garde au chaud par temps frais mais ensoleillé. Par temps froid, on vous a probablement dit de porter plusieurs couches de vêtements pour vous garder au chaud, parce que l'air emprisonné entre les couches agit comme isolant et ralentit la perte de chaleur du corps.

Note :
Pour montrer à vos élèves les variations météorologiques dans votre propre province ou territoire, demandez aux élèves de cartographier la région à l'aide des cartes en blanc qu'on trouvera à partir. Ils pourraient commencer par situer et étiqueter les localités inscrites caractéristiques et les localités inscrites dans le tableau - Activité no 15 - Cartographie; ensuite, sur une deuxième carte, demandez-leur de tracer une courbe de la température ce jour-là dans chacune de ces localités. (On trouvera ces renseignements à La météo au Canada, en  choisissant sa province ou son territoire.)

La météo et votre journée

La météo influe aussi sur ce que vous faites, en commençant par la décision (pour certains) de marcher ou non jusqu'à l'école. Si vous prenez l'autobus scolaire, celui-ci pourrait prendre plus de temps pour se rendre à l'école lorsqu'il neige; une neige plus abondante pourrait empêcher les autobus de circuler. Un froid mordant peut vous forcer à rester à l'intérieur durant la récréation ou le dîner. Une journée de pluie ininterrompue ou un orage aussi soudain que violent peut entraîner le report d'une sortie sur le terrain, ou de la visite d'un parc ou d'une réserve.

La météo influe aussi de façon plus complexe sur ce que vous faites. Les avis concernant la qualité de l'air ou le smog incitent les gens qui souffrent de maladies respiratoires, par exemple, à demeurer à l'intérieur. De nombreux coureurs et marcheurs attendent la levée de l'avis pour s'exercer. Dans le même ordre d'idées, les hommes et les femmes qui travaillent à l'extérieur prennent des précautions supplémentaires lorsque le facteur de refroidissement éolien atteint des niveaux dangereux en hiver. À l'autre extrême, un indice UV élevé incitera la plupart des gens à s'enduire d'écran solaire et à porter un chapeau pour se protéger contre les rayons du soleil.

Activité 5.2 : Demandez à vos élèves de consigner durant une journée entière toutes les décisions prises en fonction de la météo. Par exemple, ont-ils porté un manteau de pluie, conduit une bicyclette, endossé un parka, joué au hockey, fait de la natation, etc.

La météo et les immeubles

Les constructeurs d'immeubles tiennent compte du climat d'une région lorsqu'ils conçoivent l'aménagement d'une maison. Dans de nombreuses parties du Canada, la construction d'une maison munie de grandes fenêtres sur la face sud peut permettre de réduire les frais de chauffage. En effet, en hiver, le soleil est plus bas et la lumière qui entre par les fenêtres réchauffera en partie la maison. Fait intéressant, en été, le soleil est plus haut, de sorte qu'il n'a pas le même effet. La quantité d'isolant à placer dans les murs et les plafonds de la maison peut aussi varier en fonction des températures hivernales dans votre région.

Les entrepreneurs doivent aussi prévoir une structure suffisamment forte pour supporter la charge de neige prévue. Le poids de la neige sur un toit qui n'est pas assez solide peut entraîner son effondrement.

Bien que les propriétaires de maisons puissent se réjouir des économies réalisées durant des hivers secs et doux, un hiver marqué par un froid mordant peut par ailleurs coûter à l'ensemble des Canadiens 500 millions de dollars de plus, seulement pour chauffer leurs maisons.

Activité 5.3 : Demandez à vos élèves de dresser une liste de caractériques de leur propre maison qui sont utiles ou non sur le plan de l'environnement. Par exemple, y a-t-il des conifères à proximité pour fourir de l'ombre et bloquer les vents froids. ou y a-t-il des fenêtres à double ou à triple vitrage pour stopper le froid?

La météo et les entreprises

La météo a de profondes conséquences économiques pour de nombreuses industries canadiennes telles que l'agriculture, les transports et la construction.  Très peu de professions échappent totalement aux caprices du temps. Par exemple, même un informaticien qui travaille à la maison dépend d'un approvisionnement continu d'électricité. L'économie canadienne doit absorber non seulement le coût direct des dommages à la propriété causés par le mauvais temps mais également des coûts indirects qui peuvent atteindre des millions de dollars en perte de revenus de ventes et d'événements annulés. Ce ne sont pas seulement les phénomènes de grande envergure qui affectent l'économie, comme l'inondation du Saguenay, qui a coûté un milliard de dollars, ou les tempêtes de grêle à Calgary, dont la facture a atteint plusieurs millions de dollars, ou encore la tristement célèbre tempête de verglas qui a frappé l'Est du Canada en 1998. Même un orage banal peut devenir un désastre pour l'agriculteur qui vient de faucher son foin, ou l'entrepreneur qui vient de couler pour 10 000 dollars de béton.

Les détaillants peuvent presque suivre le temps en consultant leur chiffre d'affaires. Lorsque l'été est frais, l'on vend moins de climatiseurs et de cornets de crème glacée, tandis que les souffleuses ne trouvent pas facilement preneur lorsque la neige est peu abondante en hiver. Il n'y a toutefois pas que de mauvaises nouvelles - cet hiver sans neige qui fait chuter les ventes de souffleuses permet à la ville de réaliser d'importantes économies dans le budget de déblaiement de la neige.

De nombreux détaillants ont appris à tirer le meilleur parti du temps qu'il fait; par exemple, les boulangeries produisent plus de pains à hot dog et à hamburger si l'on annonce du beau temps pour la fin de semaine que si l'on prévoyait de la grêle, puisque moins de personnes utiliseraient le barbecue.

Activité 5.4 : Demandez aux élèves d'énumérer 10 professions qui sont fortement touchées par la météo et de déterminer quelle dimension du temps est la plus critique pour chacune. Demandez-leur ensuite de trouver deux professions qui ne sont nullement touchées. Rappelez-leur que la plupart des emplois dépendent jusqu'à un certain point de l'état des routes pour se rendre au travil, et de l'approvisionnement en électricité une fois rendu sur place.

La météo et l'invention

Le temps qu'il fait au Canada, particulièrement les hivers, a incité certains des esprits les plus créateurs du pays à se surpasser. Les Canadiens ont inventé la souffleuse à neige, la motoneige et les vêtements d'hiver faits de polar. Pas étonnant que les Canadiens aient aussi inventé l'isolation et le poisson congelé, et qu'ils aient perfectionné l'art de la fabrication du vin de glace.

La météo et la géographie

Le Canada est un immense pays. Il couvre 7% de la surface de la terre. Il y a 4 600 km entre le point le plus au nord, le Cap Columbia, sur l'île Ellesmere, et le point le plus au sud, la Pointe-Pelée, en Ontario. Il y a 4 955 km entre Beaver Creek, dans le Yukon, la ville la plus à l'ouest du Canada et Cape Spear, à Terre-Neuve, la ville la plus à l'est de l'Amérique du Nord. Pas surprenant donc que les configurations normales du temps diffèrent d'une partie du pays à l'autre.

Note :
Pour aider vos élèves à visualiser les variations climatiques au Canada, demandez-leur de faire l'activité no 15 - exercice de cartographie.

Changements climatiques

Les termes "temps" et "climat" ne sont pas interchangeables. Le temps (ou la météo) est l'état de l'atmosphère à un moment précis. Le climat est le temps envisagé sur une période de temps relativement longue. Le climat d'une région est la moyenne à long terme qui décrit le type de temps auquel on peut s'attendre d'une saison à l'autre. En d'autres mots, le climat est ce à quoi l'on s'attend, et le temps est ce que l'on obtient.

Le climat n'est jamais statique ou stable. Le système climatique naturel de la terre a toujours changé, et change encore. Les scientifiques ont consulté les renseignements inscrits au fil du temps dans les roches anciennes, les anneaux concentriques des arbres et les nappes glaciaires. Les preuves révèlent que la terre a connu de nombreuses périodes de réchauffement et de refroidissement au cours du dernier million d'années. Des périodes glaciaires planétaires semblent être survenues à des intervalles d'environ 100 000 ans, et ont chaque fois été suivies par une période de réchauffement prononcé de 4° à 6°C. Les scientifiques estiment que le changement climatique naturel est causé en partie par des variations périodiques de l'orbite de la terre et du rayonnement du soleil. Il y a également une corrélation étroite entre les périodes de réchauffement et les fortes concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Les gaz à effet de serre

La vie n'existe sur terre que parce que la planète possède une atmosphère. La surface de la terre reçoit son énergie de deux sources : le soleil et l'atmosphère. Une partie de l'énergie qui nous provient du soleil est absorbée par la terre et ensuite retournée par radiation dans l'atmosphère. Plusieurs gaz qui existent à l'état naturel dans l'atmosphère absorbent cette énergie et, à leur tour, en retournent une partie à la terre. C'est ce qu'on appelle couramment les gaz à effet de serre, bien que cette analogie ne soit pas parfaite. Dans une serre, le verre emprisonne physiquement la chaleur du soleil, tandis que ces gaz eux ne détournent pas la chaleur, mais l'absorbent. Les gaz à effet de serre présents à l'état naturel comprennent la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'oxyde nitreux. Sans ces gaz, la chaleur du soleil s'échapperait et la température moyenne de la terre pourrait passer de 15 °C à -18 °C, ce qui serait trop froid pour maintenir la vie.

Fait à noter : La terre reçoit la plupart de son énergie de l'atmosphère, plutôt que directement du soleil. Les rayons du soleil, bien que plus intenses, ne frappent qu'une partie de la terre à un moment donné; l'atmosphère, par contre, couvre toute la terre tout le temps.

Comment les êtres humains perturbent l'équilibre

Les activités humaines semblent perturber le délicat équilibre des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Elles entraînent un rejet plus important de ces gaz dans l'atmosphère. Par exemple, la conduite automobile ou la combustion de combustibles fossiles pour le chauffage des maisons produit du dioxyde de carbone. La combustion des combustibles fossiles ajoute à elle seule près de 22 milliards de tonnes de dioxyde de carbone à l'atmosphère chaque année. Les plantes et les arbres absorbent le dioxyde de carbone mais la coupe à blanc des forêts réduit le nombre d'arbres disponibles pour l'absorber et le retenir. Par conséquent, davantage de dioxyde de carbone demeure dans l'atmosphère.

Les matières en décomposition dans les lieux d'enfouissement et la combustion des combustibles fossiles rejettent de grandes quantités de gaz méthane. L'utilisation d'engrais chimique et la combustion de combustibles fossiles entraînent le rejet d'oxyde nitreux. L'ajout à l'air d'encore davantage de ces gaz qui absorbent l'énergie signifie qu'ils rayonneront encore plus de chaleur vers la terre, ce qui accroîtra l'effet de réchauffement naturel de l'atmosphère.

Fait à noter : Une automobile produit chaque année une quantité de dioxyde de carbone équivalant à 3,5 fois son poids.

Même si les scientifiques ne s'entendent pas sur l'ampleur précise du réchauffement planétaire, ou sur la portée exacte des changements climatiques, ils conviennent qu'un certain réchauffement s'est déjà produit. De plus, ils reconnaissent que d'autres changements sont à prévoir.

Conséquences éventuelles

Un réchauffement rapide de la planète aurait des effets très prononcés sur toutes les formes de vie. La fonte de la glace et des glaciers pourrait entraîner une hausse du niveau des océans, ce qui provoquerait l'inondation des régions côtières. Le climat de diverses régions pourrait changer trop rapidement pour que bon nombre des plantes et des animaux puissent s'y adapter. Le réchauffement des océans pourrait affecter les populations de poissons et entraîner la disparition de certaines espèces et la migration d'autres. Les conditions météorologiques extrêmes telles que des vagues de chaleur et des sécheresses pourraient aussi survenir plus souvent et avec plus d'intensité. Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses implications du réchauffement planétaire.

Comment faire sa part

Les Canadiens peuvent faire beaucoup de choses dans leur vie quotidienne pour réduire les émissions de gaz à effet de serre :

• utiliser moins l'automobile - marcher, faire du vélo, prendre l'autobus ou recourir au covoiturage dans la mesure du possible
• utiliser moins d'énergie à la maison - abaisser le thermostat lorsqu'on quitte la maison, et éteindre les lumières et les appareils ménagers lorsqu'on ne les utilise pas
• envoyer moins d'ordures aux lieux d'enfouissement - réduire, réutiliser, recycler et composter les déchets si possible
• planter un arbre - non seulement absorbera-t-il le dioxyde de carbone, mais il fournira de l'ombre pour rafraîchir votre maison en été, et vous protégera du vent en hiver.

Chapitre 6 - Rayonnement Ultraviolet

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• Rayonnement Ultraviolet
  • Que sont les UV
  •  Facteurs influant sur les UV
• La filière de l'ozone
  • La couche d'ozone
  • L'appauvrissement de l'ozone
  • Perspectives
• Effets des UV
  • Effets sur la santé humaine
  • Autres effets des UV
• L'indice UV
• Protection contre les UV

Rayonnement Ultraviolet

Bien que l'énergie solaire maintienne toutes les formes de vie sur terre, certains types d'énergie solaire peuvent être nocifs. Les rayons ultraviolets (UV), par exemple, occasionnent des coups de soleil et le cancer de la peau.

En raison de l'appauvrissement de la couche d'ozone, on s'est beaucoup intéressé aux UV au cours des dernières années, mais ces rayons ont toujours été dangereux. Désormais, on diagnostique environ 76 000 nouveaux cas de cancer de la peau autres que le mélanome et 4 200 cas de mélanome par année au Canada. Ce bilan est avant tout le résultat de mauvaises habitudes de protection contre le soleil.

Conseils : Vous pouvez peut-être aborder la question des UV au printemps (puisque tes activités proposées donnent de milleurs résultats lorsque les rayons UV sont plus ardents). De plus, un tel apprentissage en avril ou mai encourage l'adoption de pratiques de protection contre le soleil à l'approche du temps de l'année où elles sont le plus utiles.

Que sont les UV?

Le soleil rayonne de l'énergie qui voyage dans l'espace sous forme d'ondes. Une partie de cette énergie - environ 45% - nous atteint sous forme de lumière visible. Le reste est un rayonnement invisible, dont l'une des formes est le rayonnement ultraviolet ou UV. Sa longueur d'ondes est plus courte que celle de la lumière visible mais elle transporte plus d'énergie. Les UV sont répartis en trois types, en ordre décroissant de longueur d'ondes : UV-A, UV-B et UV-C.

Une bonne partie des UV-A du soleil atteignent la surface de la terre. Toutefois, la plupart des UV-B et tous les UV-C sont filtrés par l'atmosphère de la terre, surtout par la couche d'ozone.

Facteurs influant sur les UV

Les facteurs qui influent sur la quantité des rayons UV qui atteignent la surface de la terre sont, entre autres :

• la hauteur du soleil dans le ciel, qui dépend de la latitude, du temps de l'année et de l'heure du jour - lorsque le soleil est directement au-dessus de nos têtes, ses rayons ont moins de distance à parcourir à travers l'atmosphère et ils sont plus intenses, puisqu'ils sont concentrés sur une plus faible superficie;
• l'épaisseur de la couche d'ozone - plus elle est épaisse, plus elle peut absorber de rayons UV;
• l'altitude - en haute altitude, il y a moins d'atmosphère au-dessus de nous pour absorber les rayons UV;
• la couche de nuages et la pollution atmosphérique - les deux peuvent réduire les niveaux de rayons UV.

Note :
Vous voudrez peut-être retourner à l'activité numéro 1 pour démontrer comment l'intensité des rayons du soleil - y compris les rayons ultraviolets - varie en fonction de l'angle avec lequel ils frappent la terre.

La filière de l'ozone

La couche d'ozone

L'ozone est un gaz nocif et incolore, à l'odeur âcre. Heureusement, les plus fortes concentrations d'ozone se trouvent dans la stratosphère, où ils forment la couche d'ozone, à une altitude de 15 à 35 km.

La couche d'ozone est produite naturellement, par la réaction des UV avec l'oxygène ordinaire. L'ozone, à son tour, se décompose en absorbant les UV. Le cycle de formation et de décomposition des molécules d'ozone maintient un équilibre naturel de l'ozone dans l'atmosphère, qui nous protège contre les rayons UV nocifs. La plupart de l'ozone est fabriqué au-dessus des tropiques, où le soleil est le plus intense, mais il est transporté autour de la planète par les vents en haute altitude.

L'appauvrissement de l'ozone

L'équilibre naturel entre la production et la destruction de l'ozone a été biaisé en faveur de la destruction, depuis environ 1980, par les produits chimiques fabriqués tels que les chlorofluorocarbones (CFC). Ces produits chimiques ont une longue durée de vie dans l'atmosphère et lorsqu'ils atteignent la stratosphère, ils réagissent avec les UV pour créer de nouveaux produits destructeurs de la couche d'ozone, comme le chlore.

Fait à noter : Un seul atome de chlore peut détruire des milliers de molécules d'ozone, tandis que le brome est environ 50 fois plus destructeur!

Bien que presque toute la terre soit affectée, l'amincissement de la couche d'ozone a été plus prononcé au-dessus des pôles, au printemps. Cela signifie que moins d'UV sont absorbés par la couche d'ozone et qu'ils atteignent la surface de la terre en plus grande quantité.

Perspectives

Comme l'ozone est fabriqué à partir de l'oxygène se trouvant dans l'atmosphère, la couche d'ozone peut se réparer une fois que la quantité de produits chimiques destructeurs dans la stratosphère est réduite. Toutefois, les scientifiques s'inquiètent que l'augmentation des gaz à effet de serre n'influe sur la perte d'ozone; même avec une coopération internationale, il faudra attendre au moins jusqu'en 2050 avant de constater un rétablissement d'envergure. On peut donc s'attendre à ce que les niveaux des UV demeurent supérieurs à la normale pendant encore des décennies.

Effets des UV

Effets sur la santé humaine

L'amincissement de la couche d'ozone sur la partie sud du Canada a engendrée une augmentation moyenne de 5% des UV responsables des coups de soleil. Au printemps cependant, l'augmentation des UV est souvent beaucoup plus prononcée. Les UV peuvent affecter la santé humaine, car ils pénètrent dans la peau et peuvent causer le cancer de la peau. Le nombre de nouveaux cas de cancer de la peau diagnostiqués chaque année au Canada a plus que triplé au cours des 20 dernières années. Puisque ces cancers prennent un certain temps à se manifester, la plupart des nouveaux cas ont probablement été causés par une exposition au soleil il y a des décennies, avant l'amincissement prononcé de la couche d'ozone. L'appauvrissement de la couche d'ozone pourrait aggraver le problème à moins que les effets de l'accroissement des rayons UV ne soient compensés par de meilleures habitudes de protection contre le soleil.

Le coup de soleil est un effet aigu, ou à court terme, du rayonnement ultraviolet. Lorsque vous avez un coup de soleil, les cellules de la peau sont endommagées, ce qui entraîne de la douleur. Le corps réagit en augmentant le débit sanguin aux petits vaisseaux de la peau, ce qui cause les rougeurs associées au coup de soleil. Il existe un lien entre des coups de soleil répétés et graves (cloques) et le cancer de la peau plus tard dans la vie.

Fait à noter : Plus d'un Canadien sur sept peut s'attendre à souffrir d'une forme de cancer de la peau au cours de sa vie.

Outre le cancer de la peau et les coups de soleil, l'exposition aux rayons UV peut entraîner d'autres problèmes de santé tels que le vieillissement prématuré de la peau, l'affaiblissement du système immunitaire et des problèmes oculaires tels que les cataractes.

Activité 6.1 : Demandez à vos élèves des détails sur leur dernier coup de soleil - quand il est survenu, quand ils l'ont remarqué, la durée de leur exposition au soleil ce jour-là et ce qu'ils faisaient. Préparez un registre des résultants et demandez aux élèves de repérer les comportements qui favorisent une surexposition.

Autres effets des UV

L'augmentation du niveau des UV affecte la croissance des plantes. Certaines cultures agricoles telles que le canola, l'avoine et même les concombres manifestent une baisse de rendement en présence d'un niveau d'UV plus élevé. Les effets sur les forêts sont plus difficiles à mesurer, puisque les arbres peuvent être exposés sur une période s'étendant sur de nombreuses décennies.

Le rayonnement ultraviolet exerce également un effet sur les communautés naturelles. Une augmentation de l'exposition aux UV dans les lacs et les océans peut endommager le phytoplancton, ces petites plantes unicellulaires qui alimentent les poissons et d'autres animaux. De brèves et soudaines augmentations des UV au début du printemps peuvent endommager les jeunes plants ou les oufs que les poissons et les grenouilles pondent en eau peu profonde.

L'augmentation des UV peut également réduire la durée de vie des matériaux de construction utilisés dans nos maisons et d'autres structures.

Note :
Pour voir les effets des UV sur le papier journal, demandez à vos élèves de faire l'activité numéro 19.

L'indice UV

Environnement Canada a lancé son programme d'indice UV en 1992; il s'agissait du premier programme du genre au monde.

L'indice UV a été conçu pour mesurer l'effet de brûlure du rayonnement ultraviolet sur la peau humaine. Au Canada, l'échelle numérique simple s'échelonne de 0 à environ 11. Plus l'on descend vers le sud, plus l'indice peut s'élever; il peut parfois dépasser 15 dans des endroits comme la Floride. Plus le chiffre est élevé, plus vous brûlez vite.

Activité 6.2: Si certains de vos élèves se rendent en Floride pour le congé de mars, vous pourriez comparer l'indice UV aux deux endroits. Chaque jour durant la semaine précédant le congé de mars, demandez à un élève de noter l'indice UV et la qualitité de nuages à midi. Demandez à l'élève qui se rend en Floride de faire la même chose durant ses vacances. Comparez les différences et discutez de l'effet de la latitude et de l'angle du soleil sur la force des UV.

Tous les jours, les ordinateurs d'Environnement Canada produisent une prévision de l'indice UV pour diverses localités, en fonction de l'angle du soleil à midi, de la quantité prévue d'ozone en altitude et de la couche nuageuse prévue. La prévision de l'indice UV est produite pour les villes canadiennes et aussi pour les destinations vacances. La prévision de l'indice UV fait souvent partie des prévisions météorologiques publiques, surtout durant le printemps et l'été. Il se peut qu'elle apparaisse dans la chronique météo de votre journal local ou que vous l'entendiez durant les émissions de radio, de télévision ou de Radio-Météo Canada. On trouve également la prévision de l'indice UV dans Internet.

Activité 6.3 : Pour trouver la prévision de l'indice UV pour les localités canadiennes, rendez-vous à La météo au Canada et choisissez "Textes des prévisions" dans l'encadré de gauche. Si votre localité de gauche. Si votre localité ne figure pas dans la "Prévision de l'indice UV", consultez plutôt vos prévisions publiques à partir de ce site. L'indice UV est publié de la mi-avril à la mi-septembre.

Les prévisions UV représentent la valeur maximum prévue durant la journée. Lorsque le ciel est dégagé, cela survient en mi-journée, lorsque le soleil atteint son point culminant dans le ciel, soit habituellement de 13 à 14 h durant l'été.

À compter de 2004, le Canada observera les lignes directrices relatives à l'indice UV mondial de l'Organisation mondiale de la Santé. Ces lignes directrices prescrivent cinq catégories : bas, modéré, élevé, très élevé et extrême. En apprenant l'importance de chaque catégorie, vous pourrez prendre les mesures de protection contre le soleil qui s'imposent durant vos activités à l'extérieur.

Note :
Si vous prévoyez organiser une journée à l'extérieur avec votre classe, apportez le compteur UV et faites l'exercice de représentation graphique.

Protection contre les UV

Vous pouvez quand même profiter du plein air si vous prenez quelques précautions. Tout d'abord, prenez le temps d'écouter les prévisions météo et les prévisions UV. Les prévisions UV vous donneront une idée du niveau de protection indiqué.

Fait à noter : Plus le soleil est élevé dans le ciel, plus les ombres sont courtes et plus les UV sont forts. À vue de nez, si votre ombre est plus courte que vous, l'indice UV est de 4 et plus, et vos élèves devraient se protéger contre les excès de soleil.

Lorsque l'indice UV est bas (0-2)...

• Protection solaire minime requise pour les activités normales
• Portez des lunettes de soleil les journées ensoleillées. Si à l'extérieur pendant plus d'une heure, couvrez-vous et utilisez un écran solaire
• La réflexion par la neige peut presque doubler la force des rayons UV. Portez des lunettes de soleil et appliquez un écran solaire

Lorsque l'indice UV est modéré (3-5)...

• Prenez des précautions - couvrez-vous, portez un chapeau et des lunettes de soleil, et appliquez un écran solaire - surtout si vous êtes à l'extérieur pendant 30 minutes ou plus
• Cherchez l'ombre en mi-journée quand le soleil est à son plus fort

Lorsque l'indice UV est élevé (6-7)...

• Protection nécessaire - l'UV endommage la peau et peut causer des coups de soleil
• Réduisez l'exposition au soleil entre 11 h et 16 h et prenez toutes les précautions : recherchez l'ombre, portez un chapeau et des lunettes de soleil, et appliquez un écran solaire

Lorsque l'indice UV est très élevé (8-10) ...

• Précautions supplémentaires nécessaires : la peau non protégée sera endommagée et peut brûler rapidement
• Évitez le soleil entre 11 h et 16 h et prenez toutes les précautions : recherchez l'ombre, couvrez-vous, portez un chapeau et des lunettes de soleil, et appliquez un écran solaire

Lorsque l'indice UV est extrême (11+)...

• Les valeurs de 11 ou plus sont très rares au Canada. Cependant, l'indice UV peut atteindre 14 ou plus dans les tropiques ou le sud des États-Unis.
• Prenez toutes les précautions. La peau non protégée sera endommagée et peut brûler en quelques minutes. Évitez le soleil entre 11 h et 16 h, couvrez-vous, portez un chapeau et des lunettes de soleil, et appliquez un écran solaire.
• Le sable blanc et les autres surfaces brillantes réfléchissent les UV et augmentent l'exposition aux UV

N'oubliez pas que la réflexion causée par la neige, le sable blanc ou la peinture réfléchissante - particulièrement de couleur pâle - peut augmenter considérablement la quantité d'UV qui atteignent la peau et les yeux. Les yeux non protégés sont particulièrement vulnérables au rayonnement réfléchi.

Activité 6.4 : Si vous avez un radiomètre UV, vos élèves peuvent évaluer la protection offerte par l'ombre, les vêtements et les lunettes de soleil en réalisant les expériences sur les UV qui commencent à la page 69 de la section des activités. Tous les tissus ne sont pas égaux et tous les types d'ombre n'offrent pas la même protection.

Fait à noter : Les lits de bronzage et les lampes solaires utilisent habituellement des UV-A et ne sont pas des solutions de rechange sécuritaires au bronzage naturel. Un bronzage, tout comme un coup de soleil, indique que la peau a déjà été endommagée.

Conseils : Soyez à l'écoute de l'indice UV d'Environnement Canada il est ajouté aux prévisions météorologiques locales chaque fois qu'il atteindra 3 (modéré) ou plus cette journée là.

Il importe d'adopter de bonnes stratégies de protection contre le soleil en bas âge parce que la plupart des cancers de la peau et des autres troubles reliés au soleil peuvent être prévenus.

Voici certaines choses que vous pouvez faire à l'école pour réduire l'exposition aux UV :

• prévoyez tenir vos activités sportives ou autres au début de la journée pour éviter les heures d'ensoleillement maximum, de 11 h à 16 h, surtout en mai et juin.
• offrez des aires de jeu ombragées et encouragez leur utilisation;
• rendez obligatoire le port de chapeaux et de vêtements protecteurs durant les récréations et les activités à l'extérieur;
• encouragez l'utilisation d'écrans solaires avec un facteur de protection solaire (FPS) de 15 ou plus et offrant une protection à la fois contre les UVA et les UVB;
• adoptez une politique officielle de protection contre le soleil à l'école;
• affichez ou annoncez quotidiennement l'indice UV.

Chapitre 7 - Assembler les pièces

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• Prévoir la météo sans ordinateur
  • Observation
  • Folklore météorologique
  • L'analyse ou l'assemblage des pièces
  • Diffusion
• Prévoir la météo à l'aide de l'ordinateur
  • Observation
  • Analyse
  • Diffusion

Prévoir la météo sans ordinateur

L'élaboration d'une prévision comporte trois étapes - l'observation, l'analyse et la diffusion. Vous avez maintenant la chance de franchir ces trois étapes.

Observation

Pendant des milliers d'années, les gens ont prédit la météo en observant ce qui se passait autour d'eux - d'où venait le vent, le type de nuages dans le ciel et si les cheveux leur dressaient sur la tête. Enfin, peut-être pas à ce point là. Mais n'oubliez pas que les cheveux, surtout les blonds, s'étirent lorsque l'humidité relative est élevée et que la pluie approche.

Vous pouvez acquérir le sens de la météo à l'aide des renseignements recueillis au moyen de votre station météo des météophiles et en portant attention à ce qui se passe autour de vous. Le soleil, la lune, les nuages, les étangs, les fleurs et même les mouches sont quelques-uns des signes annonciateurs du temps.

Tout d'abord, observez le ciel et particulièrement les nuages, leur déplacement et leur formation.

Nuages

Il fait soleil et vous voyez apparaître, haut dans le ciel, des traînées de cirrus : vous pouvez vous attendre à un changement de temps. Les cirrus sont parfois le premier signe annonciateur d'un front chaud.

Les nimbostratus, ces nuages gris et mornes qui assombrissent le ciel d'un horizon à l'autre, sont habituellement précurseurs de pluie ou de bruine toute la journée.

Par temps chaud et humide, on peut s'attendre à des averses si des cumulus bourgeonnants surgissent sans crier gare. Il se peut également qu'il y ait des orages.

En règle générale, plus grande est la variété de nuages dans le ciel, plus forte est la probabilité de pluie ou de neige.

Sur une note un peu plus encourageante, si vous voyez le soleil briller derrière un nuage orageux, vous savez que le cumulonimbus passe son chemin et que la fin de l'orage approche.

Traînées des avions

Si vous regardez vers le ciel par un temps ensoleillé et que vous apercevez la longue traînée blanche d'un avion à réaction, il se peut que de la pluie, de la neige ou un autre type de précipitation approche. Ce panache blanc s'appelle « traînée de condensation ». Cette traînée est formée de cristaux de glace que les gaz d'échappement de l'avion à réaction laissent derrière eux. Ces avions volent de huit à douze kilomètres d'altitude. Ils aspirent de l'air très froid et très sec et ejettent des gaz chauds et gorgés d'eau. La vapeur d'eau chaude se mélange à l'air ambiant, plus froid; la vapeur prend de l'expansion avant de geler en une ou deux secondes, formant une traînée de cristaux de glace.

Si l'avion ne laisse aucune traînée ou une traînée très courte, ou encore si la traînée disparaît rapidement, l'air à ce niveau est relativement sec, ce qui signifie que le beau temps se poursuivra probablement. Par contre, si la traînée persiste pendant une heure ou plus, ou se diffuse dans le ciel, cela signifie que l'air ambiant est humide et qu'il pourrait pleuvoir ou tomber une autre forme de précipitations.

Parhélies et halos

C'est la réfraction des rayons du soleil ou de la lune par les cristaux de glace des cirrostratus qui cause les halos autour du soleil ou de la lune. Ces nuages sont un signe avant-coureur d'un front chaud et annoncent la probabilité de pluie dans les prochaines 20 à 24 heures.

Les parhélies, ou faux soleils, sont des taches brillantes d'un côté ou l'autre du soleil, ou des deux côtés. Des taches brillantes peuvent également apparaître autour de la lune, auquel cas on parle de fausses lunes ou de parasélènes. Les faux soleils ou fausses lunes sont des images du soleil formées par la réfraction de la lumière par de minuscules cristaux de glace en suspension dans l'air, ou des nuages de haute altitude tels que les cirrus ou les cirrostratus. À l'instar des halos, les faux soleils peuvent annoncer de la pluie ou de la neige dans les 18 à 36 heures suivantes.

Soyez prudents cependant, les faux soleils les plus brillants surviennent les matins ou les soirs d'hiver, par temps froid et dégagé, en présence de systèmes de haute pression, lorsque l'air est chargé de cristaux de glace et que le soleil est bas sur l'horizon.

Maintenant, jetons un coup d'oil plus bas à notre niveau.

Plantes

Les cônes des pins ainsi que certaines fleurs telles que les tulipes et les marguerites se referment lorsque l'humidité relative est élevée et qu'il y a possibilité de pluie. Une théorie veut quePlantes
Les cônes des pins ainsi que certaines fleurs telles que les tulipes et les marguerites se referment lorsque l'humidité relative est élevée et qu'il y a possibilité de pluie. Une théorie veut que les fleurs agissent ainsi pour empêcher la pluie d'emporter le pollen nécessaire à la reproduction.

Rosée

Lorsqu'il y a de la rosée ou de la gelée au sol tôt le matin, il y a de bonnes chances que le temps soit dégagé. C'est parce que la gelée, la rosée ou la brume se forment plus facilement par des nuits dégagées, fraîches et calmes, c'est-à-dire lorsqu'aucun nuage n'entrave le refroidissement du sol. Puisque de telles nuits surviennent habituellement dans des zones de haute pression, le beau temps risque de se poursuivre pour au moins une autre journée.

Mouches

Les mouches se posent plus volontiers par temps humide parce qu'il leur est plus difficile de voler dans un air chaud et humide. Par conséquent, elles se posent sur le premier objet venu.

Étangs

Si vous croyez que l'étang ou le fossé dégage une forte odeur juste avant la pluie, vous avez probablement raison. Lorsque des débris organiques tels que des feuilles ou de l'herbe se décomposent dans des étangs, des canalisations ou des gouttières, ils produisent du méthane et d'autres gaz à l'odeur âcre. Lorsque la pression atmosphérique est élevée, ces gaz demeurent emprisonnés dans la boue. Mais lorsque des systèmes de basse pression - qui sont habituellement associés à du temps orageux - s'amènent, les bulles de ces gaz prennent de l'expansion, remontent à la surface et se libèrent, parfumant l'air d'une odeur de décomposition.

Vents

Si le vent change de direction, le temps risque aussi de changer. De plus, la direction du vent peut vous donner une idée du type de temps qui s'annonce.

En règle générale, les vents du sud-est, du nord-est et du nord sont susceptibles d'amener de la pluie ou de la neige continue. Les vents de l'ouest ou du nord-ouest sont plus susceptibles d'amener du temps clément.

Si le vent passe du sud ou sud-ouest au nord ou nord-ouest, il se peut que les températures se mettent à chuter. Par contre, si les vents passent du nord au sud ou sud-ouest, il se peut que les températures s'élèvent.

Folklore météorologique

Le folklore météorologique est une autre source de renseignements, mais il faut faire preuve de prudence. La plupart des proverbes sont intéressants mais plutôt fantaisistes. D'autres, par contre, ont de solides fondements météorologiques. Ces dictons établissent souvent un lien entre un signe météorologique et le temps qu'il fera. Ils s'appuient sur des années d'observation méticuleuse et sur des expériences souvent pénibles. Il reste que leur véracité ne se confirme pas à tout moment et en tout lieu. Par exemple, certains proverbes s'exportent mal et ce qui fonctionne dans une partie du monde, comme en Europe, peut ne pas fonctionner pas dans une autre, comme le Canada.

« Les vaches se couchent dans le pré lorsque la pluie s'en vient. » Peut-être mais les vaches se couchent aussi lorsqu'elles son fatiguées.

« Rouge le matin, beger attend un brin. Rouge le soir, berger c'est de l'espoir. »

Oui. Vous avez aussi peut-être entendu un dicton analogue où il était question de marins parce que les marins, les bergers et les fermiers devaient savoir quel temps il ferait le lendemain. Quoi qu'il en soit, ce dicton fonctionne bien au Canada parce que les vents dominants y sont de l'ouest. Les systèmes de haute pression, qui apportent habituellement du beau temps, captent la poussière et les petites particules. Lorsque les rayons du soleil traversent ces particules, ils donnent au ciel une couleur rouge. Ainsi, si le ciel est rouge à l'ouest le soir, la zone de haute pression et le beau temps qui accompagnent habituellement les systèmes de haute pression se dirigent vers vous. Si le ciel est rouge le matin, par contre, cela signifie que la zone de haute pression et le beau temps sont passés.

« Pluie avant sept heures beau temps avant 11 heures. »

Oui, les averses du matin durent habituellement peu de temps - et cela pour de bonnes raisons. Si elles se forment durant la nuit lorsque le temps est frais, elles prennent fin lorsque le soleil se lève et réchauffe l'air, baissant l'humidité et assèchant les nuages.

« Mes rhumatismes me font souffrir, il va faire mauvais temps. »

Il est bien connu et bien documenté qu'un temps changeant accroît les douleurs rhumatismales, entre autres parce que la baisse de la pression atmosphérique cause une expansion des tissus et rend les cellules nerveuses plus sensibles.

« Le tonnerre et les éclairs font sûrir le lait. Seulement si vous le laissez hors du réfrigérateur toute la journée (ou toute la nuit). » Une pluie prédite longtemps à l'avance dure langtemps. Une pluie prédite peu de temps à l'avance dure peu de temps.

Oui, ces quelques vers parlent de l'échelle de la météo sur le plan du temps et de la distance. Un vaste système de basse pression accompagné de nuages qui couvrent tout le ciel et d'une pluie continue annonce souvent sa présence au moyen d'une mince couche de cirrus qui s'amènent environ 24 heures au préalable. Par contre, des averses ou des orages issus de cumulus bourgeonnants ou de cumulonimbus arrivent souvent sans crier gare et s'en vont presque aussi rapidement.

Activité 7.1 : Demandez à vos élèves d'interviewer leurs grands-parents ou des personnes âgées du milieu pour connaître des dictons et croyances liés à météo. Demandez ensuite aux élèves de choisir et de mettre à l'essai deux ou trois dictons. Fonctionnent-ils?

L'analyse ou l'assemblage des pièces

Vous êtes maintenant prêt à prévoir le temps qu'il fera aujourd'hui à l'aide de tout ce dont vous disposez - les relevés des instruments de votre station météorologique des météophiles, vos observations du ciel et du monde qui vous entoure, ainsi que vos connaissances du folklore météorologique. Voici quelques indications pour vous aider.

Prévoyez un temps nuageux et incertain lorsque :

• la pression barométrique chute;
• le vent souffle fort, tôt le matin;
• la température est plus élevée qu'à l'habitude le soir;
• les nuages se déplacent dans différentes directions à différentes altitudes;
• il y a augmentation de cirrus minces en altitude, qui produisent parfois une couronne autour de la lune ou du soleil;
• les nuages s'assombrissent par un après-midi d'été;
• le lever du soleil est rouge.

Prévoyez de la pluie ou de la neige continue lorsqu'il y a eu des signes de temps incertain et que :

• le vent vient du sud ou du sud-est;
• la pression chute (un truc: si la pression chute lentement, la pluie ou la neige arrivera dans un délai d'une journée; si elle chute rapidement, attendez-vous à ce que la pluie commence sous peu);
• les nuages sont bas et uniformément plats et gris;
• il y a une couronne autour de la lune ou du soleil;
• les feuilles tournent.

Prévoyez des averses et peut-être des orages lorsque :

• la pression barométrique chute;
• des nuages d'orage noirs et menaçants accompagnent un vent d'ouest;
• d'épais cumulus bourgeonnants se développent rapidement au printemps ou à l'été, en début d'après-midi;
• les vents soufflent du sud ou du sud-est;
• vous entendez de forts parasites atmosphériques à la radio AM (les orages sont à une heure de distance)

Prévoyez un dégagement lorsque :

• la pression barométrique augmente;
• les vents tournent à l'ouest ou au nord-ouest;
• la température chute rapidement, surtout l'après-midi;
• les nuages sombres pâlissent et gagnent continuellement de l'altitude;
• l'humidité diminue.

Prévoyez la poursuite du beau temps lorsque :

• la pression barométrique est stable ou augmente lentement;
• le vent continue de souffler de l'ouest ou du nord-ouest;
• le nombre de nuages diminue en après-midi;
• les nuages sont hauts dans le ciel;
• le ciel du soir est dégagé et le soleil couchant a l'air d'une boule de feu;
• la brume matinale se dissipe dans les deux heures suivant le lever du soleil;
• il y a une forte rosée ou gelée au sol tôt le matin;
• la lune brille et les vents sont légers la nuit.

Prévoyez de lourdes chutes de neige lorsque :

• la température se situe entre -10 °C et -1 °C;
• le baromètre chute rapidement;
• les vents soufflent de l'est ou du nord-est;
• une tempête fait rage au sud et à l'est d'où vous êtes situé.

Prévoyez une hausse des températures lorsque :

• les vents passent du nord ou de l'ouest au sud;
• le ciel nocturne est couvert et il y a des vents modérés du sud;
• le ciel est dégagé toute la journée;
• en hiver, le baromètre chute.

Prévoyez une baisse des températures lorsque :

• l'hiver, la pression barométrique augmente continuellement;
• le vent passe du sud au nord ou au nord-ouest;
• le vent est léger et le ciel est dégagé la nuit;
• le ciel se dégage - cela vaut particulièrement en hiver;
• des flocons tombent et le vent souffle de l'ouest ou du nord.

Prévoyez du brouillard lorsque :

• des vents chauds soufflent de l'air humide à travers une grande étendue d'eau beaucoup plus froide ou une vaste superficie de terre froide;
• la nuit précédente, le ciel est dégagé, les vents sont légers et l'air est humide;
• une pluie chaude tombe avant l'arrivée d'air chaud;
• l'eau est chaude et l'air est beaucoup plus froid.

Une dernière suggestion pour vous aider lorsque vous prévoyez la météo. Elle est tirée de Blame it on the Weather, de David Phillips, un climatologue à Environnement Canada : " Pour prévoir la météo, un indicateur c'est beau, deux indicateurs c'est pas de trop; fiez-vous aux signes du temps si trois indicateurs se montrent en même temps. "

Diffusion

Activité 7.2: Demandez à vos élèves de former des équipes de prévisionnistes. À l'aide des renseignements recueillis grâce à leur station météorologique météophiles, de leurs observations du ciel et du milieu ambiant, ainsi que des dictons météo qu'ils ont recueillis, demandez aux élèves d'élaborer une prévision météorologique pour le lendemain. Demandez ensuite aux équipes d'expliquer comment ils espèrent diffuser leurs prévisions. Elles pourraient, par example, préparer une prévision chaque après-midi avant le retour à la maison, la diffuser au moyen du système de sonorisation de l'école ou afficher la prévision sur le babillard de la classe ou dans le hall d'entrée de l'école. Ensuite, demandez aux équipes quels vêtements ou activités de plain air conviennent au temps prévu pour le lendemain. Enfin, vos élèves voudront peut-être consigner leurs prévisions ainsi que le temps qu'il a réellement fait.

Si vos élèves ont trouvé cette activité amusante, ils pourraient être les prévisionnistes de demain. Environnement Canada a toujours besoin de météorologistes, de spécialistes des sciences atmosphériques, de techniciens en hydrologie et de techniciens en électronique, pour ne nommer que quelques possibilités de carrière. Pour pouvoir opter pour ces carrières, il suffit d'opter pour les sciences et les mathématiques au secondaire. Pour de plus amples renseignements, communiquez avec votre coordonnateur des météophiles.

Prévoir la météo à l'aide de l'ordinateur

Les météorologistes d'Environnement Canada franchissent les même trois étapes que les météophiles lorsqu'ils préparent et communiquent une prévision - l'observation, l'analyse et la diffusion.

Observation

Les météorologistes utilisent le même type de renseignements que ceux recueillis par les météophiles. Le personnel d'Environnement Canada a toutefois de plus en plus recours aux nouvelles technologies perfectionnées de télédétection, qui réunissent des données en provenance des satellites, des radars météorologiques, des détecteurs de foudre et des ballons-sondes météorologiques.

Satellites

Les États-Unis ont lancé le premier satellite météo - appelé TIROS - en 1960. Peu de temps après, en 1963, le Canada a ouvert un laboratoire à Toronto pour traiter les images satellites. Aujourd'hui, tous les centres météorologiques d'Environnement Canada ont leur propre récepteur de signaux de satellite pour capter les photos transmises depuis l'espace.

Les satellites météorologiques sont devenus un outil indispensable pour observer et prévoir le temps. Auparavant, les prévisionnistes ne pouvaient pas voir les systèmes météo dans leur ensemble. Grâce aux images provenant des satellites, ils peuvent dorénavant observer les formations de nuages sur de grandes superficies de la planète, même là où les stations météorologiques sont rares - comme dans l'Arctique ou au-dessus des océans.

Par le passé, les prévisionnistes recueillaient laborieusement des rapports météo, dressaient des cartes et repéraient les systèmes. En répétant cette démarche toutes les 6 à 12 heures, ils estimaient la vitesse et la direction de chaque système. Aujourd'hui, ils peuvent réunir des images satellites successives et les animer. Cette animation leur donne des renseignements précis sur le mouvement et le changement des systèmes météorologiques pour une certaine période de temps. En plus de prévoir la météo, les météorologistes et les autres scientifiques utilisent les images satellites pour déterminer la couverture de neige, surveiller les conditions de glace et déceler les incendies de forêt.

Environnement Canada utilise les images de deux types de satellites météorologiques : le satellite géostationnaire et le satellite en orbite polaire.

Le satellite géostationnaire fait le tour de la terre, à l'équateur, à une altitude d'environ 36 000 kilomètres. Le satellite décrit une orbite toutes les 24 heures, soit le temps qu'il faut pour que la terre pivote sur son axe. Ainsi, le satellite demeure toujours au-dessus du même endroit à la surface de la terre.

Chaque satellite géostationnaire surveille donc la même partie de la terre continuellement, et produit une image toutes les 15 minutes. Puisque sa position relative par rapport à la terre ne change pas, les prévisionnistes peuvent réunir et animer des images consécutives du satellite pour présenter un film de la météo. C'est ce qu'on voit habituellement aux bulletins de nouvelles télévisées du soir.

Le satellite en orbite polaire voyage à une altitude beaucoup plus basse, soit environ 860 km au-dessus du sol; ses images sont plus détaillées. Comme son nom l'indique, ce satellite gravite autour de la terre en passant par les pôles Nord et Sud. Il fait le tour de la terre environ 14 fois par jour. Toutefois, puisque la terre tourne sous lui, chaque orbite couvre une bande qui se situe à chaque passage à environ deux fuseaux horaires à l'ouest. Par exemple, à 10 heures, le satellite pourrait passer du nord au sud au-dessus de la province de l'Ontario. La prochaine fois, après être descendu jusqu'au pôle Sud et être revenu par l'autre côté de la terre, qui aurait pivoté entre-temps, le satellite passerait maintenant au-dessus de la Saskatchewan.

Ces satellites météorologiques produisent deux types d'images. Le premier type exige de la lumière visible (de la lumière qu'on peut voir) tout comme un appareil photo de 35 mm. Ces images visuelles sont les plus faciles à interpréter puisqu'elles sont comparables à ce que l'on verrait de nos yeux si nous étions dans le satellite. Toutefois, ce type d'image n'est transmis que durant le jour et ne peut être utilisé durant la nuit, faute de lumière. Le deuxième type d'image est infrarouge. L'équipement détecte la température des nuages et du sol, et l'affiche en tons de gris - plus froide est la température du sol ou de la couverture nuageuse, plus blanche elle apparaît sur l'image. Inversement, plus la surface est chaude, plus elle est foncée. Ce type d'image permet aux prévisionnistes de suivre les nuages même durant la nuit.

Radars météorologiques

Radar

La technologie du radar a été mise au point avant la Seconde guerre mondiale comme moyen de déceler et de repérer les aéronefs ennemis. Quelque temps plus tard, les météorologistes ont commencé à l'utiliser pour déceler et repérer des précipitations dans les nuages.

Les radars météorologiques utilisent l'énergie micro-ondes pour mesurer la taille, le mouvement et la concentration des gouttelettes d'eau ou des cristaux de glace dans les nuages ou orages. Cette énergie est transmise en impulsions, après quoi l'antenne du radar écoute afin de savoir combien d'énergie est retournée par la précipitation. C'est pourquoi on parle d' " écho " lorsqu'on décèle des précipitations. Plus grande est la taille et plus forte est la densité des gouttelettes d'eau, plus abondante est l'énergie micro-ondes redifusée vers l'antenne.

Les radars classiques servent, entre autre, à déterminer la gravité des orages et leur mouvement. Leur portée se limite entre 200 et 400 km.

Radars Doppler

En plus de mesurer l'intensité de la précipitation, le radar Doppler mesure la vitesse et la direction des précipitations au sein des orages. Cela aide les prévisionnistes à repérer la rotation circulaire typique de la formation des nuages en entonnoir. En outre, ce radar peut déceler des zones de vents forts dans l'atmosphère, qui ne peuvent être observées du sol. Il peut également détecter les zones de cisaillement du vent, c.-à-d. changement de vitesse et de direction du vent. Dans certaines régions, la direction et/ou la vitesse du vent peuvent changer du tout au tout dans une couche relativement mince de l'atmosphère. Les météorologistes croient qu'il s'agit là d'un indicateur de temps violent, et notamment de la formation de tornades.

Le radar Doppler tire son nom du physicien autrichien J.C. Doppler. Celui-ci a formulé l'hypothèse que la fréquence des ondes acoustiques provenant d'une source en mouvement s'accroissait en s'approchant de l'observateur, et diminuait en s'en éloignant. Vous l'avez probablement observé - ou plus précisément, entendu - au cours de la dernière semaine lorsqu'un train est passé en actionnant son sifflet ou lorsqu'une automobile ou un camion est passé en klaxonnant.

Le ton du sifflet monte à mesure que le train s'approche de vous et baisse de façon sensible lorsqu'il s'éloigne. Ce phénomène se produit parce que, à mesure que le train s'approche de vous, le mouvement du train se combine au déplacement de l'onde sonore et la comprime. Lorsque le train s'éloigne, le ton baisse parce que l'onde sonore que vous entendez n'est plus comprimée par le mouvement. Il s'agit de ce qu'on appelle une variation de fréquence, c'est-à-dire l'effet Doppler.

Le radar Doppler n'est pas la seule technologie qui fait appel à l'effet Doppler. Les pointeurs radars, par exemple, sont basés sur l'effet Doppler. On utilise ces radars au baseball pour mesurer la vitesse de la balle au moment où elle quitte la main du lanceur. Les policiers s'en servent pour détecter les véhicules qui roulent trop vite.

Environnement Canada a un réseau de radars météorologiques Doppler. Des radars Doppler ont été installés à travers tout le Canada, de l'île de Vancouver en Colombie Britannique, jusqu'à Holyrood, près de St.John's, à Terre Neuve. Ces nouveaux radars ont une portée de 250 km. Le réseau couvre les régions du pays susceptibles de connaître du temps violent. Environ 90% de la population du pays vit dans ces régions.

Détecteurs de foudre

Le Canada a un réseau de 81 détecteurs de foudre répartis partout au pays. Les détecteurs peuvent déterminer à 500 mètres près le point d'impact de la foudre et repèrent plus de 90% de tous les éclairs.

Les données des détecteurs sont relayées à un satellite et ensuite aux centres météorologiques d'Environnement Canada. Les détecteurs de foudre transmettent des renseignements au sujet des coups de foudre, y compris leur emplacement et le fait qu'il s'agisse de décharges au sol ou de décharges entre nuages. Les météorologistes utilisent ces renseignements pour les aider à suivre le déplacement et l'intensité des orages. Lorsque de gros orages se développent, le système de détection de la foudre peut enregistrer plus de 15 000 éclairs à l'heure sur une région de la superficie du sud de l'Ontario.

Le réseau de détection de la foudre du Canada est intégré au système américain, pour créer le premier système nord-américain de détection de la foudre. Les météorologistes canadiens et américains peuvent ainsi échanger des données sur la météo et collaborer plus étroitement.

Observations météorologiques :

À la surface :

Les stations météorologiques, pourvues de personnel ou automatisées, transmettent des données météorologiques au moins une fois l'heure des quatre coins du continent. Elles envoient des renseignements sur une foule de phénomènes allant de la pression atmosphérique à la visibilité, ce qui permet aux prévisionnistes d'obtenir un cliché de la situation météorologique à la surface de la terre pour une heure spécifique.

Pour comparer les rapports météorologiques en provenance des diverses parties du pays ou des diverses parties du monde, il est toutefois essentiel de déterminer que les observations ont été faites au même moment. Mais l'heure locale varie même d'un bout à l'autre du Canada. En raison de la rotation de la terre, le soleil est tout d'abord visible dans les régions de l'est du pays : lorsqu'il est 8 heures à Halifax, il n'est que 4 heures à Vancouver. Pour déterminer avec précision l'heure à laquelle les observations ont été faites, tous les pays expriment le moment où les observations sont faites en temps universel, auparavant appelé temps moyen de Greenwich.

Fait à noter : L'expression « temps moyen de Greenwich » vient du fait que le méridien d'origine (0 o de longitude) passe par Greenwich, en Angleterre.

Activité 7.3 : Demandez à vos élèves de convertir le temps présent en temps universel. Pour les aider à le faire, demandez-leur d'inscrire l'heure locale en heures et en minutes. Convertissez ce chiffre au système de chronométrage de 24 heures en ajoutant 12 heures s'il est passé midi. Appliquez ensuite la correction pour le temps universel en utilisant le tableau ci-dessous. (Si vous observez l'heure avancée, la correction sera moindre de 1 heure).

Environnement Canada utilise plusieurs types différents de stations météorologiques automatisées pour compléter les rapports des observateurs humains. La plupart des stations automatisées transmettent leurs observations par téléphone mais, en région éloignée, ces stations peuvent être équipées de piles solaires comme source d'alimentation et transmettre leurs observations par satellite de communications.

Le dernier type de station automatique d'Environnement Canada utilise les plus récentes technologies de télédétection. Par exemple, la hauteur des nuages est mesurée en transmettant un rayon laser dans le ciel et en calculant le temps qu'il faut pour que la base des nuages réfléchisse la lumière. Le détecteur de précipitations est essentiellement un radar Doppler qui mesure la vitesse à laquelle tombent les particules de précipitations. En combinant ces données à la température de l'air, on peut déterminer le type de précipitations parce que les gouttelettes de taille et de composition différentes tombent à des rythmes différents. Pour mesurer la profondeur de la neige, l'on transmet une impulsion sonore de haute fréquence vers le sol : le temps qu'il faut pour qu'elle rejoigne le sol et qu'elle en revienne indique aux météorologues la distance entre le sol et la surface de la neige. Certaines stations sont même équipées de caméras vidéo de sorte que les prévisionnistes peuvent s'y brancher pour voir une image numérique du temps qu'il fait à cet endroit.

Dans la haute atmosphère :

Parce que le temps est un processus où entre en jeu toute l'atmosphère, Environnement Canada lâche également des ballons sondes deux fois par jour, à certains endroits choisis. Ces ballons transportent des instruments et des émetteurs radio à une altitude pouvant atteindre 30 km. À mesure que les ballons s'élèvent, l'équipement transmet des renseignements au sujet de la température, de la pression atmosphérique, de l'humidité relative et des vents, à divers niveaux dans l'atmosphère. Lorsque les ballons prennent enfin suffisamment d'expansion pour éclater, de petites boîtes blanches jetables et munies d'un parachute retournent au sol.

De plus, Environnement Canada compte énormément sur les observateurs météorologiques bénévoles qui recueillent des renseignements - même à partir des avions et des navires. Par exemple, dans le réseau du climat, des bénévoles consignent les températures et les précipitations quotidiennes à partir de stations météorologiques situées dans leur propre cour. Les bénévoles de CANWARN sont des opérateurs de radio amateur qui sillonnent les secteurs où on prévoit des phénomènes météorologiques violents et qui envoient des rapports de temps violent comme de la grêle ou des nuages en entonnoir.

Enfin, parce que la météo est vraiment une affaire planétaire, les météorologistes utilisent les observations réunies par les services météorologiques de partout au monde.

Analyse

Peu importe la technologie utilisée pour recueillir les données, toute l'information joue un rôle dans la préparation des prévisions météorologiques quotidiennes. Pour produire une prévision pour une ville ou une région particulière, les météorologistes doivent savoir quel temps il fait actuellement à cet endroit et ce qui se passe à des centaines de kilomètres en amont de la localité. De plus, ils doivent également tenir compte de l'évolution que subira le système météorologique qui approche.

Par exemple, ils consultent les images transmises par les satellites et les radars pour suivre les déplacements et le développement des tempêtes. Le taux de changement de la pression atmosphérique aux stations d'observation indique aux météorologistes où se dirigent les systèmes de haute et de basse pression, et à quelle vitesse. Les renseignements au sujet de la direction et de la vitesse des vents au point milieu de l'atmosphère, soit à 5,5 km au-dessus de la surface de la terre, indiquent aux météorologistes les courants qui dirigent le temps. Bien que les déplacements dominants du temps au Canada se fassent d'ouest en est, les systèmes météorologiques peuvent remonter du sud, descendre du nord, ou revenir de l'est.

Aujourd'hui, les ordinateurs sont un outil essentiel pour la production des prévisions. Les météorologistes utilisent les ordinateurs pour stocker, afficher, analyser et manipuler les données de toutes ces sources. Le superordinateur du bureau d'Environnement Canada à Montréal utilise les lois de la physique qui régissent le comportement de l'atmosphère. L'ordinateur reçoit les renseignements de toutes les sources, les analyse et projette les déplacements et le développement des systèmes météorologiques dans une série de " clichés ". Ces projections théoriques de l'évolution possible de systèmes météorologiques orientent les météorologistes dans la préparation de leurs prévisions.

Diffusion

Une fois la prévision rédigée, la prochaine étape, tout aussi importante, consiste à dire aux gens ce dont il s'agit. Aujourd'hui, les météorologistes utilisent conjointement une foule de technologies pour faire connaître les prévisions à la population. Celles-ci sont communiquées aux stations de télévision et de radio ainsi qu'aux journaux; elles sont aussi affichées sur l'Internet, reproduites sur des enregistrements téléphoniques et diffusées sur le réseau radio-météo d'Environnement Canada.

Activité 7.4 : Maintenant que vos élèves ont terminé le programme et qu'ils sont des météophiles chevronnés, laissez-les s'amuser avec leurs nouvelles connaissances. Vous trouverez à la chapitre 8 des suggestions pour la conception d'un jeu de table.

Activités

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Activité numéro 1 Une expérience
Objet - Observer l'effet de l'inclinaison de la Terre

Activité numéro 2 Une expérience
Objet - Montrer que l'air a un poids

Activité numéro 3 Fabriquer un instrument météorologique
Objet - Fabriquer un baromètre qui indique les changements de la pression atmosphérique

Activité numéro 4 Une expérience
Objet - Démontrer que l'air exerce une pression

Activité numéro 5 Fabriquer un instrument météorologique
Un anémomètre mesure la vitesse du vent.  Vous pouvez facilement en fabriquer un avec une balle de ping-pong et le rapporteur d'angles de votre trousse de mathématiques. 

Activité numéro 6 Fabriquer un instrument météorologique
Objet - Réaliser une banderole qui servira de giroutte et découvrir l'origine du vent

Activité numéro 7 Une expérience
Objet - Démontrer que la couleur influe sur le taux d'absorption de l'énergie solaire

Activité numéro 8 Fabriquer un instrument météorologique
En suivant les instructions, vos élèves peuvent fabriquer leur propre thermomètre.  Ils peuvent ensuite comparer son rendement à celui du thermomètre des météophiles.

Activité numéro 9 Une expérience
Objet - Démontrer que la vapeur d'eau entre dans l'air par évaporation et par transpiration.

Activité numéro 10 Une expérience
Objet - Réaliser un arc-en-ciel

Activité numéro 11 Fabriquer un instrument météorologique
Objet - Permettre aux élèves de fabriquer un pluviomètre simple

Activité numéro 12 Une expérience
Objet - Observer et comparer des gouttelettes de pluie de diverses grosseurs

Activité numéro 13 Une expérience
Objet - Observation d'une tornade

Activité numéro 14 Dessiner un graphique
Objet - Dessiner un graphique

Activité numéro 15 Cartographie
Objectif - Situer et nommer les principaux éléments géographiques, les masses d'eau et les localités de votre région

Activité numéro 16 Cartographie
Objet - Situez sur une carte la capitale du Canada, les 10 provinces et les trois territoires et leur capitale; étiquetez correctement les trois océans, les Grands Lacs ainsi que la baie d'Hudson et la baie James.

Activité numéro 17 Cartographie
Objectif - Montrer comment le climat varie dans un pays possédant l'étendue et la géographie du Canada

Activité numéro 18 Concevez un jeu de table

Activité numéro 19 Une expérience
Objet - Démontrer l'effet des UV sur les journaux

Activité numéro 20 Les UV aujourd'hui
Objet - Cette activité pourrait être réalisée dans le cadre d'une journée de plein air qui exige que votre classe soit à l'extérieur durant une longue période.

Activité numéro 21  Jouer dans l'ombre
Objet - Montrer l'importance de réduire l'exposition directe aux UV et illustrer le niveau de protection offert par diverses sources d'ombre

Activité numéro 22 Les UV et les vêtements
Objet - Démontrer l'efficacité de divers tissus pour la réduction des UV

Activité numéro 23 UV et lunettes de soleil
Objet - Montrer que certaines lunettes de soleil bloquent un plus fort pourcentage de rayonnement UV que d'autres.

Supplément Activité numéro 1 une démonstration
Objectif - Illustrer la différence entre les pollutions visible et invisible de l'air.

Supplément Activité numéro 2 un exercice graphique
Objectif - Permettre aux élèves de mesurer le niveau d'ozone troposphérique dans leur région et d'examiner les tendances durant une période de temps déterminée. 

Supplément Activité numéro 2 un exercice graphique (facultatif)
Objectif - Permettre aux élèves de mesurer le niveau d'ozone troposphérique dans leur secteur et d'examiner les tendances durant une période de temps déterminée. 

Supplément Activité numéro 3 Le jeu de l'air pur
Objectif - Habituer les élèves au vocabulaire et aux concepts relatifs à la pollution.

Supplément Activité numéro 4 Problèmes de respiration
Objectif - Simuler les troubles respiratoires des enfants asthmatiques et d'autres problèmes respiratoires.

Supplément Activité numéro 5 L'épreuve de l'élastique
Objectif - Montrer l'effet que peut avoir la pollution sur le caoutchouc

Supplément Activité numéro 6 Prévisions de smog
Objectif - Permettre aux élèves de mettre en pratique ce qu'ils ont appris en faisant des prévisions de niveaux de smog dans leur secteur.

Références

Version PDF (PDF; 99 Ko)

• Livres
• Sites web utilisés pour le guide météorologique Météo à l'oeil
• Catégories Primaires M-3
• Pour les années intermédiaires 4-6
• Pour les les années 7-12
• Référence pour adultes et professeurs
• Sites Web d'Internet sur le temps et la science
• Sites de ressources pour les enseignants
• Sites nationaux et internationaux utiles liés à la météorologie

Preparé par la bibliothèque Environnement Canada,
Downsview - Région de l'Ontario
Revisé le 18 juillet, 2001

Livres

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• Dickinson, Terence. Exploring the sky by Day : the Equinox guide to weather and the atmosphere. Camden East, ON : Camden House, 1989.
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• Environnement Canada. Découvrons la météo, No 1. Apprenons à connaître la météo, Ministre d'Approvisionnements et Services Canada, 1989.
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• Environnement Canada, Tempête du 4 au 10 janvier 1998. Ottawa: Environnement Canada, 1998.
• Environnement Canada. Une question de degrés: l'abc du changement climatique. Ottawa: Environnement Canada, 1997.
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• Phillips, David. Les Climats du Canada, Traduit. Jean Giguere et collaborateurs, Ottawa: Ministère d' Approvisionnements et Services Canada, 1990
• Phillips, David. The Day Niagara Falls Ran Dry. Toronto: Key Porter Books Ltd., 1993.
• Phillips, David. Blame it on the Weather: Strange Canada Weather Facts. Toronto: Key Porter Books Ltd., 1998.
• Pommainville, Pierre. Metavi: mets ta vie en sécurité.tout sur les règles du jeu en météo aviation, 2e édition. St. Hubert: Environnement Canada, Région administrative du Québec, 1996.
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• Williams, Jack. The Weather Book: An Easy to Understand Guide to the USA's Weather. New York: Vintage Books, 1992.
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Sites web utilisés pour le guide météorologique Météo à l'oeil

• The Globe Program (En anglais seulement)
• Environnement Canada
• Encyclopedia Britannica (En anglais seulement)
• Miami Science Museum (En anglais seulement)
• La météo au Canada

Catégories Primaires Maternelle - 3

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  Toronto : Doubleday Canada, 1992.
  ISBN 0-385-25386-9 (2-4)
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  Ocala, FL : Action Publishing, 1992. (Jump science book)
  ISBN 1-882210-96-2 (2-4)
• Brandt, Keith. What makes it rain: the story of a raindrop. Illus. By Yoshi Miyake.
  Mahwah, NJ : Troll Communications, 1996.
  ISBN 0-89375-583-4 (M-3)
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  New York : HarperCollins Publishers, 1997.
  (Let's-read-and-find-out science books)
  ISBN 0-06-025338-X (M-3)
• Branley, Franklyn M. Flash, crash, rumble and roll.
  New York : Harper Collins, 1985. (Let's-read-and-find-out science books)
  ISBN 0-690-04425-9 (M-3)
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  New York : Harper Collins, 1985. (Let's-read-and-find-out science books)
  ISBN 0-690-04471-2 (M-3)
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  Boston : Houghton Mifflin, 1987.
  ISBN 0-395-33070-X (M-2)
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  New York : Thomas Y. Crowell, 1983. (Let's-read-and-find-out science books)
  ISBN 0-690-04353-8 (M-3)
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  New York : Harper Collins, 1986. (Let's-read-and-find-out science books)
  ISBN 0-06-445058-9 (M-2)
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  New York : Harper Collins, 1988. (Let's-read-and-find-out science books)
  ISBN 0-690-04688-X (M-3)
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  (Tiré d'un épisode de la série télévisée produite par Scholastic Productions, Inc. ; fondé sur la série de l'autobus scolaire magique de Joanna Cole et illustré par Bruce Degen)
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  Des Plaines, Ill. : Heinemann Library, 1999. (What is weather?)
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  ISBN 0-688-07413-8 (livre rel.) ; ou 0-688-11708-2 (éd. br.) (M-3)
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Pour les années intermédiaires 4-6

(de la quatrième à la sixième année d'école)

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• Bender, Lionel. Heat and drought.
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  ISBN 0-92185-09-4 (4-6)
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  Minneapolis, MN : Lerner, 1992. (How's the weather)
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  Hove, England : Wayland, 1990. (Seasonal weather) ISBN 1-85210-941-6 (3-5)
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Pour les années 7-12

(de la septième année d'école à la fin de l'enseignement secondaire, mais en certains cas les jeunes élèves apprécieront les illustrations.)

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  Aussi accessible sur l'Internet à: http://www.msc-smc.ec.gc.ca/nwsd/OtherPub/ice_storm/index_e.cfm
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• Carpenter, Clive. The changing world of weather.
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  ISBN 0-8160-2521-5 (7-12)
• Climate change presentation kit. [format CD-ROM].
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  1 disque laser optique pour ordinateur. Certains fichiers sont en format PDF; diapora formaté pour PowerPoint.
• Cosgrove, Brian. Le temps qu'il fera.
  Paris : Gallimard, 1990.
  ISBN 2070565521 (7-12)
• Cosgrove, Brian. Weather.
  Toronto : Stoddart, 1991. (Eyewitness books series)
  ISBN 0-7733-2461-3 (7-12)
• Crowder, Bob. The wonders of weather. 2nd ed.
  [Melbourne, Vict., Australia] : Bureau of Meteorology, 2000.
  ISBN 0-642373574 (N.B.: Le présent ouvrage offre une excéllente information sur le temps et son aspect, cependent, le lecteur doit comprendre que la déscription des phénomènes, pour la plupart, s'effectue selon la perspective de l'hémisphère sud.)
• Day, John A. Peterson first guide to clouds and weather.
  Boston : Houghton Mifflin, 1991.
  ISBN 0-395-56268-6 (7 à adult)
• Global warming : hot times ahead? [enregistrement vidéo]
  [Calif.?] : Churchill Films ; Edmonton : Access Network, 1990.
  1 videocassette (23 min.) Access Network ID No. BPN 331101 (7 à adult)
• Gold, Susan Dudley. Blame it on El Niño. Expert review by David Adamec, NASA oceanographer.
  Austin, Tex. : Raintree Steck-Vaughn, 2000
  ISBN 0-7398-1376-5 (6-10)
• Hodgson, Michael. Weather forecasting 2nd ed.
  Guildford, CT : Globe Pequat Press, 1999. (Basic essentials)
  ISBN 0-7627-0478-0 (7-10)
• Kahl, Jonathan D. National Audubon Society first field guide. Weather.
  New York : Scholastic Press, 1998. ISBN 0-590-05469-4 (livre rel.) ; ou
  ISBN 0-590-05488-0 (éd. br.) (7-12)
• Mason, John. Weather and climate.
  Morristown, NJ : Silver Burdett, 1991.
  ISBN 0-382-24255-4 (5-8)
• McMillan, Bruce. The weather sky.
  New York : Farrar Straus Giroux, 1991.
  ISBN 0-374-38261-1 (6-12)
• Murphree, Tom. Watching weather. Tom Murphree and Mary K. Miller with the Exploratorium.
  New York : Henry Holt & Co., 1998. (The accidental scientist)
  ISBN 0-8050-4542-2 (7-12)
• Project ATMOSPHERE. Clouds : teacher guide.
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• Project ATMOSPHERE. Global climate change (Guide d'enseignant).
  Washington, DC : Project ATMOSPHERE, American Meteorological Society, 1992.
  (10 et au-dessus)
• Project ATMOSPHERE. Glossary of weather and climate with related oceanic and hydrologic terms.
  Boston, Mass. : Project ATMOSPHERE, American Meteorological Society,
• Project ATMOSPHERE. Hazardous weather (Guide d'enseignant).
  Washington, DC : Project ATMOSPHERE, American Meteorological Society, 1992.
  (10 et au-dessus)
• Project ATMOSPHERE. Look up! An atmosphere education source for teachers.
  Washington, DC : Project ATMOSPHERE, American Meteorological Society, 1992. (contient le numéro d'août/sept. 1992 de Weatherwise) (10 et au-dessus)
• Project ATMOSPHERE. Water vapor : unseen weather. [enregistrement vidéo].
  Washington, DC : Project ATMOSPHERE, American Meteorological Society, 1993. 1 videocassette (15min., 40sec.) (10 et au-dessus)
• Project ATMOSPHERE. Water vapor and the water cycle (Guide d'enseignant).
  Washington , DC : Project ATMOSPHERE, American Meteorological Society, 1993. (10 et au-dessus)
• Ramsey, Dan. Weather forecasting : a young meteorologist's guide.
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  ISBN 0-8306-8338-0 (7-12)
• Sciencepower 10 : science, technology, society, environment.
  Toronto : McGraw-Hill Ryerson, 2001.
  ISBN 0-07-560363-2 (9-12)
• Tesar, Jenny E. Global warming.
  New York : Facts on File, 1991.
  ISBN 0-816-02490-1 (7-12)
• Violent Earth. [format CD-ROM].
  Hove, East Sussex, England : Wayland Multimedia, 1995.
  1 disque optique laser pour ordinateur; 1 guide d'usager et notes de programme d'étude.
• Weather Channel (Television Station). Everything weather : the essential guide to the whys & wonders of weather. [format CD-ROM].
  Livonia, Mich. : The Weather Channel Education Dept., 1995, 1996.
  1 disque laser optique pour ordinateur.
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  ISBN 0-88110-511-2 (éd. br.); ou 0-7460-0683-7 (livre rel.) (6-12)

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• Phillips, D.W. L'Almanach météorologique canadien.
  Downsview, Ont. : Environment Canada, 2001.
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  Ottawa, Ont. : Environment Canada, 1990.
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• Pielke, Roger A. Hurricanes : their nature and impacts on society.
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• Pommainville, Pierre. AWARE : aviation weather . playing by the rules.
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• Pommainville, Pierre. MÉTAVI : tout sur les règles du jeu en météo aviation.
  [Saint-Laurent. Qué.] : Environnement Canada, Région du Québec, 1996.
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• Posey, Carl A. The living earth book of wind & weather.
  Pleasantville, NY ; Montreal : Readers' Digest Association, Inc., 1994.
  ISBN 0-89577-625-1
• Resources in Earth Observation. [format CD-ROM]
  Canberra, Australia : CSIRO Office of Space Science & Applications, 1996-
  1 disc publié par an.
• Reynolds, Ross. Cambridge guide to the weather.
  Cambridge ; New York : Cambridge University Press, 2000.
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• Rosenfeld, Jeffrey O. Eye of the storm : inside the world's deadliest hurricanes, tornadoes, and blizzards.
  New York : Plenum Press, 1999.
  ISBN 0-306-46014-9
• Rubin, Louis D. The weather wizard's cloud book : how you can forecast the weather accurately and easily by reading the clouds. Louis D. Rubin and Jim Duncan.
  Chapel Hill, N.C. : Algonquin Books, 1984, 1989. ISBN 0-912-69710-5
• Schaefer, Vincent. A field guide to the atmosphere.
  Boston : Houghton Mifflin, 1981. 1983. (Peterson field guide series, no. 26)
  ISBN 0-395-24080-8 and ISBN 0-395-33033-5
• Scorer, Richard. Spacious skies. Photos par Arjen Verkaik.
  London : David & Charles, 1989.
  ISBN 0-7153-9139-9
• Sorbjan, Zbigniew. Hands-on meteorology : Stories, theories and simple experiments.
  Boston, Mass. : American Meteorological Society, 1996.
  ISBN 1-87220-20-9
• Soul of the sky : exploring the human side of weather. Edited and compiled by Dave Thurlow and C. Ralph Adler.
  North Conway, NH : Mount Washington Observatory, 1999.
  ISBN 0-931134-99-4
• Stevens, William K. The change in the weather : people, weather, and the science of climate.
  New York : Delacorte Press, 1999.
  ISBN 0-385-32012-4
• Stull, Roland B. Meteorology for scientists and engineers. 2nd ed. Pacific Grove, CA : Brooks/Cole Thomson Pub., 2000.
  ISBN 0-534-37214-7
• Tornado! Hurricane! Flood! : wonders of weather [enregistrement vidéo].
  Discovery Communications, Inc., 1996.
  1 videocassette [ca. 60 min.]
  ISBN 1-5633-457-6
• Tornado video classics : the ultimate tornado experience. [enregistrement vidéo]
  Edited version. [St. Johnsbury, VT] : Environmental Films, 1994.
  1 videocassette [ ca. 90 min] (Mise en garde : quelques images perturbantes.)
• La trousse d'information sur les conditions météorologiques maritimes sur les Grands Lacs pour la sécurité nautique [ensemble multi-supports].
  [Downsview, Ont. ; Hamilton, Ont.] : Environnement Canada, Région de l'Ontario, [1998].
  1 videocassette, 1 v.
  ISBN 0-660-95817-1 (complet). Gov't Cat. No. En56-125/1-1009F
• Verkaik, Arjen. Manuel de l'observateur de temps violent. Éd. Rev. Elmwood, Ont. : Whirlwind Books, 2000.
  ISBN 0-9681537-3-9
• Verkaik, Arjen. Severe weather watcher handbook. Rev. ed.
  Elmwood, Ont. : Whirlwind Books, 2000.
  ISBN 0-968153702-0
• Verkaik, Arjen. Le vent, les temps, les vagues : guides des conditions météorologiques
  maritimes sur les Grands Lacs. (Aussi inclus dans: La trousse d'information sur
  les conditions météorologiques maritimes sur les Grands Lacs pour la sécurité nautique).
  [Downsview, Ont. ; Hamilton, Ont.] : Environnement Canada, Région de l'Ontario, 1998.
  ISBN 0-660-95936-4. Gov't Cat. No. En56-125/2-1998F.
• Verkaik, Arjen. Wind, weather & waves : a guide to marine weather in the Great Lakes region. (Also included with: The Great Lakes marine weather kit for safer boating).
  [Downsview, Ont. ; Hamilton, Ont.] : Environment Canada, Ontario Region, 1998.
  ISBN 0-660-17436-7. Gov't Cat. No. En56-125/2-1998E.
• Verkaik, Jerrine. Under the whirlwind : everything you need to know about tornadoes but didn't know who to ask.
  Elmwood, Ont. : Whirlwind Books, 1997.
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• Watts, Alan. The weather handbook. 2nd ed.
  Dobbs Ferry, NY : Sheridan House, 1999.
  ISBN 1-574-09081-X
• Weather Channel (Television Station). Hurricane tracking kit.
  [Livonia, Mich.] : the Weather Channel, [199-?]
  1 carte ; 1 marqueur-feutre noir.
• Weather tracker's kit : explore the changing forces of nature. Éd. CD-ROM
  Philadelphia, PA : Running Pr., 1995.
  ISBN 1-56138-641-3
  1 disque optique laser pour ordinateur; 1 manuel; 1 station météorologique d'observation; 1 carte de nuages. (Manuel rédirigé par Gregory C. Aaron.)
• Weather tracker's kit : exploring the changing forces of nature. (Discovery kit series)
  Philadelphia, PA : Running Pr., 1991. ISBN 0-87471-998-X
  1 manuel ; 1 station d'observation ; 1 carte de nuages.
  (Manuel rédirigé par Gregory C. Aaron.)
• Wheaton, Elaine. But it's a dry cold : weathering the Canadian Prairies.
  Calgary : Fifth House Publishers, 1998.
  ISBN 1-894004-01-9
• Williams, Jack. The weather book. 2nd.ed.
  New York : Vintage Books ; Toronto : Random House of Canada, 1997.
  ISBN 0-679776-65-6
• World Meteorological Organization. Climate and human health.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1996. (WMO No. 843) ISBN 92-63-10843-9
• World Meteorological Organization. A Decade against natural disasters.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1994. [WMO No. 799] ISBN No. 92-63-10799-8
• World Meteorological Organization. Observing the world's environment : weather, climate & water. Geneva, Switzerland : WMO, 1994. [WMO No. 796]
  ISBN 92-63-10769-3
• World Meteorological Organization. On the front line : Public Weather Services.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1994. (WMO No. 816) ISBN 92-63-10816-1
• World Meteorological Organization. Weather and sports.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1996. (WMO No. 835) ISBN 92-63-10835-8
• World Meteorological Organization. WMO and global warming.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1990. (WMO No. 741) ISBN 92-63-10741-6
• World Meteorological Organization. WMO and the ozone issue.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1992. (WMO No. 778) ISBN 92-63-10778-5
• World Meteorological Organization. Weather, climate and health.
  Geneva, Switzerland : WMO, 1999. (WMO No. 892) ISBN92-63-10892-7

Sites Web d'Internet sur le temps et la science

Sites traitant des publications et subjets liés au temps

• www.meteo.ec.gc.ca : Site météorologique bilingue d'Environnement Canada, en montrant les conditions actuelles au pays, les prévisions locales sur 5 jours, l'imagerie satellitaire, etc.
• www.ec.gc.ca/Publications : Feuillets d'information régionaux d'Environnement Canada : Toutes les régions.
• www.cmos.ca : La page d'acceuil de la Société canadienne de météorologie et d'océanographie renferme un lien sous Éducation - Écoles qui renvoie à une série d'activités en salle de classe relatives au temps, série réalisée par David Phillips.
• www.atmos.uiuc.edu/ (En anglais seulement) : Excellent site global d'éducation météorologique de l'Université d' Illinois à Urbana-Champaign.
• www.ametsoc.org/dstreme (En anglais seulement) : Le site de l'American Meteorological Society possède un programme sur l'éducation météorologique allant de la maternelle à la 12e année.
• www.islandnet.com/~see/weather/doctor.htm (En anglais seulement) : Le site Web du Docteur Météo, de Keith Heidorn, est un excellent site qui donne d'intéressants renseignments sur les événements et les phénomènes météorologiques, les spécialistes de la météo, les effets du temps, les critiques de livres, etc.
• www.ucar.edu/40th/webweather (En anglais seulement) : Un excellent site Web pour enfants de la Coopération universitaire américaine pour la recherche atmosphérique. Beaucoup d'activités et de renseignements.
• http://nsidc.org/NSIDC/EDUCATION (En anglais seulement) : Le site Web du National Snow and Ice Data Center des États-Unis a des liens avec des sites superbes d'éducation concernant la neige, la glace, les glaciers et les régions polaires. Les enfants se seront beacoup amusés "en jouants dans la neige".
• www.pmel.noaa.gov/toga-tao/el-nino/ (En anglais seulement) : Le site de la NOAA donne d'excellents renseignements de base et la situation actuelle pour l'El Niño et de La Niña.
• www.elnino.noaa.gov/edu.html (En anglais seulement) : Le site de l'El Niño fournit aussi des liens vers plusieurs autres sites éducatifs sur l'El Niño.
• http://weather.unisys.com/hurricane (En anglais seulement) : Excellente base de données sur les ouragans.
• www.tornadoproject.com (En anglais seulement) : Excellent site d'information sur les tornades.
• www.worldclimate.com (En anglais seulement) : Ce site intéressant montre le temps qu'il fait d'habitude à des milliers d'endroits du monde entier.
• www.usatoday.com/weather/wfront.htm (En anglais seulement) : Un des meilleurs sites d'éducation météorologique pris dans son ensemble, avec des explications de termes faciles à comprendre. Donne aussi des conditions et des prévisions météorologiques mondiales.
• www.great-lakes.net (En anglais seulement) : Excellent site renfermant beaucoup de renseignements touchant les Grands Lacs eux-mêmes et la région avoisinante.

Sites de ressources pour les enseignants

• http://archives.radio-canada.ca/pour_les_profs/ : Le site Web de Radio-Canada (CBC) destiné aux enseignants renferme d'excellentes informations et d'excellentes ressources.
• http://www.2learn.ca/ (En anglais seulement) : Ce site Web de l'Alberta offre des idées pour les enseignants et offre des liens vers d'autres sites, ainsi que des plans de leçons et d'autres activités.
• http://www.srh.noaa.gov/jetstream/ : (En anglais seulement) : Le site Web de l' U.S. National Weather Service, Central Region, comporte une section éducative sur la météo, et offre des plans de leçons, et des conseils pédagogiques.
• www.education.noaa.gov (En anglais seulement) : Le site Web de la NOAA destiné aux enseignants renferme des renseignements sur le temps, des conseils pédagogiques et des plans de leçons, ainsi que des liens vers d'autres sites utiles.
• http://www2.ucar.edu/education-professional-training (En anglais seulement) : Le site Web d'éducations et de sensibilisations de la Coopération universitaire américaine pour la recherche atmosphérique offre d'excellents conseils aux enseignants et des plans de leçons pour les classes de toutes années.
• www.met.fsu.edu/explores/resources.html (En anglais seulement) : Le site Web "Explores" indique les liens vers les sites qui présentent des renseigements sur les programmes d'études et les activités d'apprentissage.
• www.bom.gov.au/lam/ (En anglais seulement) : Le site du "Australian Bureau of Meteorology" comporte une section éducative très complète sur la météo, qui sera d'intérêt pour les étudiants, professeurs ainsi que le grand public.
• www.explorescience.com (En anglais seulement) : Site passionnant qui vous permet de concevoir votre propre flocon de neige ou de vous informer sur l'effet Doppler, entre bien d'autres expériences.
• www.science.ca : Page des grands scientifiques canadiens avec fonction "Demandez-le à un scientifique".

Sites nationaux et internationaux utiles liés à la météorologie

• www.ec.gc.ca : "Voie verte" d'Environnement Canada avec liens vers les publications d'EC et les bureaux régionaux.
• www.msc-smc.ec.gc.ca : Page d'accueil du Service météorologique du Canada avec liens vers ses services et ses publications.
• www.noaa.gov (En anglais seulement) : Page d'accueil de l'U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) avec liens vers nombre de services et de questions courantes.
• www.meteo.fr : Page d'accueil de Météo France avec de l'information sur le temps local et des liens vers d'autres sites météorologiques européens.
• www.metoffice.gov.uk (En anglais seulement) : Page d'accueil du Bureau britannique de météorologie avec information sur le temps en Grand-Bretagne, en Europe et dans le monde entier.
• www.bom.gov.au (En anglais seulement) : Page d'accueil du Bureau de météorologie d'Australie avec information météorologique sur l'hémisphère sud.
• www.wmo.ch : Page d'accueil de l'Organisation météorologique mondiale (OMM) avec liens vers nombre de services météorologiques nationaux dans le monde.

Appendice 1

Ressources documentaires relatives au temps

Version PDF - Partie I (PDF; 1,597 Ko)
Version PDF - Partie II (PDF; 1,537 Ko)

• Canada - copie de l'enseignant
• Canada - feuille de travail de l'étudiant
• Canada #2 - copie de l'enseignant
• Canada #2 - feuille de travail de l'étudiant
• Canada - la chute de neige annuelle
• Alberta, Saskatchewan, Manitoba, T.N-O & Nunavut
• Alberta
• Colombie-Britannique
• Manitoba
• Nunavut
• Ontario
• Provinces maritimes
• Québec
• Saskatchewan
• Terre-Neuve et Labrador
• Territoires du Nord-Ouest
• Yukon

Qualité de l'air - Supplement 1

Qualité de l'air - Supplement 1 (PDF; 655 Ko)

Dans ce chapitre

• Qu'est-ce que le smog?
  • Les particules
  • Ozone troposphérique
• Comportement du smog
  • Météorologie locale
  • Transport à grande distance
• Effets de la pollution
  • Effets sur la santé
  • Autres effets de la pollution
• Prédiction de la qualité de l'air
  • Prévisions de smog
  • Avertissements de smog
• Que pouvons-nous faire pour réduire la pollution?

La pollution de l'air, le smog et la qualité de notre air

Sur la terre, tous les êtres vivants ont besoin d'air : les plantes, les arbres, les animaux, les oiseaux, les êtres humains et tous les autres êtres. L'air que nous respirons est composé de différents gaz (78 p. 100 d'azote, 21 p. 100 d'oxygène, 0,9 p. 100 d'argon et 0,03 p. 100 de dioxyde de carbone; l'autre 0,07 p. 100 se compose d'un mélange de vapeur d'eau et d'autres composantes traces). Pour que nous puissions survivre, il nous faut de l'oxygène (02). Pour que les plantes puissent survivre, elles ont besoin d'un gaz différent, appelé dioxyde de carbone (CO2). Lorsque nous respirons, nos poumons inspirent tous les gaz présents dans l'air qui nous entoure. Il est donc important pour l'avenir de notre planète et la santé de tous les êtres vivants que nous fassions notre possible pour préserver la pureté de l'air.

Qu'est-ce que le smog?

Comme vous le savez, l'air qui nous entoure est invisible. La plupart de la pollution atmosphérique est également invisible. Parfois, surtout si l'on vit dans une grande ville, les concentrations de pollution peuvent atteindre un niveau assez élevé pour devenir visibles. La pollution, qu'elle soit visible ou invisible, est aussi appelée smog.

Note :
Pour illustrer à vos élèves la différence entre la pollution visible et invisible, réalisez l'activité no 1

Le terme « smog » décrivait à l'origine un mélange de fumée et de brume (en anglais, smoke et fog) dans l'air. Il décrit maintenant un mélange de polluants. Ce mélange se présente souvent sous forme de voile brun-jaune ou gris-blanc dans l'air. Les deux principales composantes du smog sont les particules, ou matières particulaires, et l'ozone troposphérique (O3). Les autres polluants comprennent l'anhydride sulfureux (SO2), les oxydes d'azote (NOx), le monoxyde de carbone (CO) et l'hydrogène sulfuré (H2S).

Fait à noter : Les émissions des véhicules automobiles contiennent cinq des composantes du smog : le monoxyde de carbone, les particules, le plomb, les oxydes d'azote et les composants organiques volatiles.

Les particules (particules aéroportées)

Les particules se composent de minuscules particules solides ou liquides, assez petites pour demeurer en suspension dans l'air. Les scientifiques répartissent ces particules en deux catégories, selon leur taille. Les grosses particules, les PM10, ont une taille inférieure à 10 micromètres. Un micromètre est égal à un millionième de mètre. La taille de ces particules est le huitième de celle d'un cheveu humain. Les fines particules, dont la taille est inférieure à 2,5 micromètres, appartiennent à la catégorie PM2,5. Ces particules sont plus petites qu'une particule de farine.

Les particules comprennent de la poussière, des saletés, de la suie, de la fumée et de minuscules particules de polluants chimiques. Les principales sources de pollution particulaire sont les usines, les centrales thermiques, les incinérateurs de déchets, les véhicules automobiles, les travaux de construction, les incendies et la poussière naturelle déplacée par le vent. Les quantités de particules dans l'air peuvent être plus abondantes en hiver parce que nous brûlons du bois et d'autres combustibles pour chauffer nos maisons, rejetant ainsi de minuscules particules de polluants. Dans les grandes villes, où le nombre d'automobiles est élevé, les particules peuvent être plus abondantes que dans les milieux ruraux, où il y a moins d'automobiles. La quantité de particules peut également être plus grande là où il y a beaucoup d'usines et d'industries qui rejettent des polluants dans l'air.

Activité : Il est possible de recueillir les particules dans l'air. Demandez à vos élèves de recouvrir de vaseline l'extérieur d'un petit bocal ou un petit carré de plastique et de le placer à l'extérieur. Après 24 heures, observez les particules de poussière recueillies. Il peut être utile de placer un morceau de papier blanc derrière et/ou d'utiliser une loupe. On peut faire de telles installations à divers endroits près de l'école ou à la maison pour déterminer là où l'on recueille le plus de particules.

Fait à noter : Vingt pour cent des maisons au Canada utilisent du bois comme source de chauffage d'appoint. Ce pourcentage est plus élevé dans le Canada atlantique.

Ozone troposphérique

L'ozone demeure le même, qu'il soit loin dans l'atmosphère ou près du sol. Dans la stratosphère, l'ozone forme une couche protectrice contre les radiations nocives du soleil (voir les pages 12 et 44 de Météo à l'oil : Le guide des météophiles pour de plus amples renseignements). Près du sol, l'ozone est considéré comme un polluant et peut être nocif pour les êtres humains, les animaux, les plantes et d'autres matériaux.

À la différence des particules, l'ozone est habituellement un gaz incolore, invisible dans l'air. Toutefois, à de très fortes concentrations, l'ozone peut avoir une teinte bleutée. L'ozone troposphérique est qualifié de polluant secondaire, ce qui signifie qu'il se forme à partir d'autres polluants déjà présents dans l'air. Les autres polluants, surtout les oxydes d'azote (NOx) et les composants organiques volatiles (COV), réagissent avec l'oxygène et l'énergie du soleil pour produire l'ozone troposphérique. Puisqu'il faut du soleil pour former l'ozone, les concentrations dans l'air sont habituellement plus élevées en été, lorsque le rayonnement solaire est plus intense.

Conseils : Pour aider vos élèves à mieux comprendre le rôle du soleil dans la formation de l'ozone, vous pourriez utiliser une comparaison avec la confection des carrés aux Rice Krispies. Sans chaleur pour faire fondre les guimauves, impossible de faire des carrés. Les autres pooluants ne formeront pas d'ozone sans la présence d'énergie solaire pour amorcer la réaction.

Note :
Vous voudrez peut-être reprendre l'activité 1 au sujet du rayonnement solaire par rapport à la rotation de la terre, pour illustrer la différence dans l'intensité du soleil selon les saisons.

Les polluants qui sont « cuits » pour produire l'ozone proviennent de sources à la fois anthropiques et naturelles. Des oxydes d'azote se forment chaque fois qu'il y a combustion de gaz naturel, d'essence, de diesel, de kérosène et de pétrole; les sources comprennent les autos, les camions, les centrales thermiques et les usines. Ces oxydes sont également rejetés dans l'air par la nature durant les incendies de forêts ainsi que par les volcans. Les composés organiques volatiles sont produits lorsque les combustibles susmentionnés s'évaporent dans l'air ou sont rejetés directement dans l'atmosphère par les arbres.

Activité : Pour illustrer la pollution créée par la combustion, allumez une chandelle et faites passer le dessous d'une assiette de verre blanche sur la flamme. Il devrait se former une tache foncée sous l'assiette là où la flamme l'a touchée. Il s'agit de la pollution rejetée par la combustion de la cire.

Note :
Pour surveiller les concentrations d'ozone troposphérique dans votre région, faites l'activité 2.

Comportement du smog

Météorologie locale

Les conditions météorologiques locales jouent un rôle de premier plan dans le mouvement de la pollution atmosphérique. La gravité de la pollution de l'air peut augmenter lorsque les conditions locales de vent et/ou la topographie unique d'une région entraînent le piégeage des polluants près du sol dans une couche d'air relativement stable. L'ozone troposphérique est habituellement formé lorsqu'un système de haute pression qui se déplace lentement influe sur la région et occasionne un rayonnement solaire plus intense et une hausse des températures. Habituellement, l'air plus chaud s'élève et la pollution est dispersée par le vent. Toutefois, la pollution peut être emprisonnée près du sol lorsqu'il y a inversion de température. Habituellement, la température diminue dans la troposphère à mesure qu'on s'élève. Une inversion de température se forme lorsque la température augmente avec l'altitude, ce qui forme une couche d'air stable. Cette couche stable agit comme un « couvercle » sur la basse atmosphère, créant ainsi un environnement plus susceptible de connaître de fortes concentrations de pollution. Le cas échéant, les vents sont légers et la pollution est piégée. Dans le sud de la Colombie-Britannique, la délicate interaction entre la topographie locale et l'océan Pacifique est particulièrement importante. Ces caractéristiques, conjuguées à une forte inversion de température, donnent souvent des conditions atmosphériques favorables à des épisodes d'ozone troposphérique élevé. Par exemple, plusieurs villes, y compris la région du Grand Vancouver, sont situées dans la vallée du Fraser, où les versants des montagnes emprisonnent l'air. Ces caractéristiques géographiques uniques, de concert avec les brises de mer en provenance du détroit de Georgia, favorisent la formation d'une inversion de température. C'est ainsi que les mouvements de l'air sont restreints et en viennent à accentuer le problème d'ozone de la région. L'air est souvent pollué par les gaz d'échappement des automobiles et d'autres sources, et se trouve piégé près du sol, où nous le respirons.

Transport à grande distance

Dans le chapitre 2 de Météo à l'oil : Le guide des météophyles , vous avez pris connaissance des configurations planétaires du vent autour de la terre. Ces vents peuvent faire circuler la pollution autour de la terre. La pollution produite à un endroit est transportée par le vent et peut affecter les gens dans d'autres régions. L'ozone troposphérique et les autres polluants peuvent franchir de grandes distances, allant de centaines à des milliers de kilomètres en une seule journée. Durant ce déplacement, les polluants peuvent être déposés sur le sol ou sur des immeubles, et subir des changements chimiques, changements qui peuvent entraîner la formation d'un polluant complètement différent. Les composés organiques volatiles et les oxydes d'azote, par exemple, peuvent réagir avec l'oxygène et l'énergie du soleil pour former de l'ozone troposphérique qui finira par affecter une autre région. Il y a toujours quelqu'un en aval des sources de rejets de pollution.

Note :
Demandez à vos élèves de faire l'activité 3, le Jeu de l'air pur, dans la section des activités,
qui les aidera à se rappeler des concepts et du vocabulaire que nous avons vus jusqu'ici.

Effets de la pollution

Effets sur la santé

Nous inspirons dans nos poumons tout ce qu'il y a dans l'air qui nous entoure, y compris les particules et l'ozone troposphérique. Les personnes âgées et celles qui souffrent de troubles cardiaques ou pulmonaires, tels que l'asthme, l'emphysème et la bronchite chronique, sont particulièrement sensibles aux polluants atmosphériques. Lorsque les niveaux de pollution sont élevés, les personnes sensibles peuvent éprouver des symptômes après seulement une ou deux heures passées à l'extérieur. Les enfants et les adultes actifs courent également de plus grands risques parce qu'ils passent habituellement plus de temps à l'extérieur et pratiquent des activités physiques qui font augmenter leur rythme cardiaque. De plus, les enfants ont tendance à être plus sensibles que les adultes parce qu'ils ont besoin de plus d'air et respirent donc plus rapidement que les adultes - deux fois plus d'air par livre de masse corporelle que les adultes (Journal of Environmental Health Perspectives).

Ozone : Principales régions problèmes au Canada

Fait à noter : Selon l'Association pulmonaire du Canada, un Canadien sur cinq éprouve maintenant des troubles respiratoires et de 5 à 10 % des enfants canadiens souffrent d'asthme.

L'exposition à l'ozone peut irriter le nez et la gorge, et causer une oppression thoracique, de la toux et du wheezing. L'augmentation des niveaux d'ozone au Canada a été liée à un accroissement de la mortalité, des visites à l'urgence et des admissions pour des troubles respiratoires. Chez les personnes sensibles, le stress de l'exposition à l'ozone peut être particulièrement nocif. Il y a également des preuves voulant que l'ozone accroisse la sensibilité des asthmatiques aux allergènes. D'autres études réalisées sur des animaux ont indiqué que l'exposition à l'ozone diminue la capacité des poumons de lutter contre la maladie. Les effets comprennent également une diminution de la capacité pulmonaire, ce qui peut nuire à la performance des athlètes.

Note :
Les élèves peuvent simuler ce que vivent les personnes atteintes d'asthme et d'autres troubles respiratoires avec l'activité 4.

Bon nombre des effets nocifs pour la santé résultant de l'exposition aux particules sont semblables à ceux que cause l'ozone et portent atteinte plus particulièrement à l'appareil cardio-respiratoire (cour-poumons). Lorsque nous inhalons des particules, celles-ci peuvent pénétrer profondément dans les poumons. Plus la particule est petite, plus elle peut pénétrer profondément. Des études récentes ont conclu à l'existence de liens étroits entre les niveaux élevés de particules dans l'air et une augmentation des admissions à l'hôpital pour des problèmes cardiaques et respiratoires, ainsi que des taux de mortalité plus élevés dus à ces malaises.

Fait à noter : Selon un rapport commandé par l'Association médicale de l'Ontario (AMO), la pollution de l'air coûte plus de un milliard de dollars par année aux citoyens de l'Ontario pour les admissions à l'hôpital, les visites à
l'urgence et l'absentéisme. Environ 1 900 décès prématurés surviennent chaque année en Ontario en raison de la pollution de l'air.

Autres effets de la pollution

Les plantes aussi ont besoin d'air pour croître. L'ozone entrave l'aptitude des plantes à produire et à stocker des aliments, menaçant leur croissance et les rendant plus susceptibles aux maladies et aux ravageurs. Certains estiment que la Colombie-Britannique et l'Ontario perdent chacune des millions de dollars par année en raison d'une moindre productivité des cultures occasionnée par des niveaux élevés d'ozone troposphérique. On peut observer les dommages causés par l'ozone sur les feuilles de certaines variétés de pommes de terre dans le Canada atlantique. Les haricots, les tomates, les pommes de terre, les fèves soya et le blé sont tous sensibles à l'ozone. Les arbres, qui vivent plus longtemps que les plantes ci-dessus, sont exposés à l'ozone d'une année à l'autre. Si les effets de l'exposition s'accumulent sur de nombreuses années, ce qu'on estime être le cas, des forêts entières peuvent être touchées. Cela signifie que d'autres êtres vivants, comme les plantes et les animaux qui dépendent des arbres pour y trouver abri, sont également affectés par une exposition prolongée à l'ozone troposphérique.

Fait à noter : La pollution peut être aussi prononcée en milieu rural qu'en milieu urbain, en fonction d'un certain nombre de facteurs conjugués tels que les conditions météorologiques locales, la topographie ou la quantité de pollution due au transport à grande distance.

D'autres matériaux que vous utilisez dans la vie courante peuvent être affaiblis par l'exposition à des niveaux élevés d'ozone. Le caoutchouc, les tissus et les teintures des textiles ainsi que certains types de peinture et d'autres revêtements sont endommagés ou affaiblis par l'exposition à l'ozone. Les matériaux élastiques synthétiques peuvent devenir cassants et craquer, tandis que les textiles et les teintures pâlissent plus rapidement qu'à l'habitude.

Note :
Pour illustrer les effets de la pollution sur le caoutchouc, essayez l'activité 5 .

Prédiction de la qualité de l'air

À titre de météophile, vous avez appris comment les météorologues d'Environnement Canada prévoient le temps qu'il fera là où vous habitez. Vous savez aussi qu'ils prévoient l'intensité du rayonnement ultraviolet pour la journée. Ces prévisions veulent permettre aux Canadiens de mieux se préparer pour tous les types de temps ou de se protéger contre les coups de soleil grâce à des crèmes solaires et à des vêtements protecteurs. Environnement Canada ainsi que vos administrations provinciales, régionales et locales se soucient également de l'air que vous respirez et de sa qualité. Ils veulent que les gens puissent prendre des décisions éclairées et planifier leurs activités en fonction de la qualité de l'air. Dans certaines villes, comme Vancouver et Montréal, les administrations municipales sont chargées de diffuser des renseignements sur le smog pour la localité. Tout comme vous ne planifieriez pas un pique-nique sous la pluie ou le vol d'un cerf-volant lorsqu'il y a du tonnerre et des éclairs, il vaut mieux éviter des activités extérieures qui exigent beaucoup d'effort lorsque les niveaux de pollution sont élevés. En règle générale, l'ozone atteint son niveau maximum du milieu à la fin de l'après-midi. Si vous voulez jouer un match de soccer, au cours duquel vous courrez beaucoup et inspirerez beaucoup plus d'air, selon les conditions particulières de la journée, vous devriez essayer de jouer le matin, lorsque la qualité de l'air est habituellement meilleure. La prévision vous dit quand la qualité de l'air sera bonne ou mauvaise, afin que vous puissiez planifier vos activités de plein air en conséquence.

Conseils : Pour de plus amples renseignements sur les prévisions et les services de qualité de l'air dans votre région, rendez-vous à la cote air santé suivant et choisissez votre région sur la carte.

Alertes au smog

Les gouvernements fédéral et provinciaux ainsi que les administrations régionales et locales collaborent pour tenir les Canadiens au courant du niveau de pollution de l'air dans leurs collectivités, et pour les sensibiliser à la façon de réduire le smog et de limiter leur exposition. Soyez à l'écoute pour ce qui suit :

Pour réduire votre exposition au smog, soyez à l'écoute des avertissements de smog et des autres renseignements sur la qualité de l'air. Évitez de faire de l'exercice vigoureux à l'extérieur lorsque les niveaux
d'ozone troposphérique et de particules sont élevés. Les personnes qui souffrent de maladies cardiaques et pulmonaires, particulièrement l'asthme, devraient rester à l'intérieur si possible.

Prévisions de smog

Les catégories pour les prévisions de smog vont de bon à très mauvais. Dans le Canada atlantique et dans la région du Grand Vancouver, par exemple, les catégories sont bon, passable, mauvais et très mauvais. En Ontario, les catégories inférieures sont réparties elles-mêmes en très bon, bon et moyen. Lorsque les prévisions sont passables, les responsables de la santé recommandent que les personnes sensibles à la pollution essaient de limiter leurs activités et demeurent à l'intérieur.

Fait à noter : Saint John, N.-B., a été la première ville du Canada à diffuser quotidiennement des prévisions de smog. Les prévisions sont diffusées depuis 1997.

La plupart des programmes de prévision du smog sont en vigueur de mai à octobre. Les concentrations d'ozone troposphérique sont habituellement plus élevées durant cette période en raison du temps plus chaud. Le nombre de fois où, chaque été, on atteint des niveaux élevés dépend du lieu où l'on habite et des conditions météorologiques; ce chiffre varie aussi d'une année à l'autre. Si l'été est frais et humide, les journées où le smog atteindra un niveau élevé seront moins fréquentes. Par contre, un été chaud et sec peut faire augmenter le nombre de jours à forte concentration.

Note :
Essayez de combiner les prévisions météorologiques, que votre classe peut tenter de réaliser au chapitre 5  de Météo à l'oil : Le guide des météophiles, avec une prévision de smog. L'activité 6 présente certaines questions utiles ainsi que des réponses, de même qu'un tableau des réponses.

Avertissements de smog

Le programme d'avertissements de smog, élaboré en 1993 par Environnement Canada, avertit les citoyens lorsque les concentrations d'ozone troposphérique (smog) dépasseront, selon les prévisions, la norme nationale. Les avertissements de smog sont semblables aux avertissements météorologiques dans la mesure où ils ne sont émis que lorsqu'on prévoit que les conditions satisferont à certains critères bien définis. Dans le Canada atlantique, des avis de santé publique sont émis de concert avec les avertissements de smog; ils recommandent que les personnes sensibles à la pollution consultent leurs médecins. La principale différence entre les prévisions et les avertissements de smog tient au fait que ces derniers ne sont publiés que lorsque les niveaux de smog risquent de nuire à la santé du grand public. Cela survient lorsqu'on prévoit que les niveaux atteindront la catégorie mauvais.

Que pouvons-nous faire pour réduire la pollution?

Il est important, pour l'avenir de notre planète et pour la santé de tous les êtres vivants, que nous fassions ce que nous pouvons pour réduire la pollution de l'air. Il existe des solutions simples, comme utiliser si possible un ventilateur plutôt que l'air climatisé et ne pas laisser le moteur de l'auto tourner au ralenti inutilement. Toutefois, en tentant de trouver des solutions de rechange, telles que le recours au transport en commun et au covoiturage, nous pouvons atténuer notre impact sur l'environnement. À l'avenir, il se pourrait que nous puissions utiliser d'autres méthodes pour obtenir de l'énergie. On utilise déjà l'énergie solaire et l'énergie éolienne; on pourrait y faire appel davantage à mesure que la technologie s'améliorera. Vous trouverez à la page suivante certains conseils simples que vous pouvez reproduire et remettre aux élèves afin qu'ils les apportent à la maison. Encouragez-les à parler à leurs parents au sujet des moyens à prendre pour assainir l'air.

Conseils : Demandez à vos élèves de penser à toutes les choses qu'ils font au cours d'une journée et qui contribuent à la formation de smog. Encouragez-les à prendre en note leurs choix écologiques afin qu'ils puissent voir l'influence qu'ils ont.

Activité : Demandez à vos élèves ce qui peut être fait pour améliorer l'impact que nous avons sur l'environnement. Faites-leur faire des recherches sur les sources d'énergie de remplacement telles que l'énergie solaire et l'énergie éolienne.

Ce que vous pouvez faire

Bon nombre de nos choix quotidiens ont une incidence directe sur la quantité de matière polluante qui se retrouve dans l'air - que ce soit le moyen de se rendre au travail le matin ou celui de chauffer et de climatiser son domicile. Puisque le carburant enflammé est l'un des principaux responsables de la formation du smog, la réduction de la consommation de l'énergie et la prise de décisions averties à ce niveau constituent des étapes importantes vers la purification de l'air. Renseignez-vous le plus possible sur les sources d'énergie de remplacement et faites part de vos préoccupations à d'autres personnes, y compris à vos enfants. Joignez-vous à un groupe communautaire luttant contre la pollution de l'air. Nous vous invitons aussi à faire circuler les trucs simples suivants.

Prenez un bain de foule. Utilisez le transport en commun ou optez pour le covoiturage au lieu de prendre votre voiture; après tout, un autobus rempli réduit de neuf tonnes la pollution atmosphérique annuelle. Si le niveau de smog n'est pas trop élevé, choisissez la marche ou le vélo.

Coupez le contact. Un moteur qui tourne au ralenti, même pendant une minute, consomme plus d'essence qu'un moteur que l'on remet en marche. Il suffit de 15 à 30 secondes pour réchauffer la plupart des voitures et des camions, même en hiver.

Utilisez les carburants intelligemment. Faites de la consommation de combustible une de vos principales considérations à l'achat d'une nouvelle voiture. Laissez tomber les accessoires (comme la climatisation) qui consomment plus d'essence. Achetez un véhicule de taille inférieure pour réduire la pollution et les coûts de déplacement. Envisagez l'utilisation de carburants de remplacement, comme le propane, le gaz naturel et l'éthanol.

SDites adieu à l'essence Remplacez les véhicules et les pièces d'équipement à essence (embarcations, motocyclettes et tondeuses) par leurs équivalents à propulsion humaine ou électrique (canots, voiliers, bicyclettes et tondeuses électriques et manuelles).

Conduisez prudemment. Transports Canada estime que la consommation d'essence varie de 20 p. 100 selon le genre de conduite adopté. En roulant à une vitesse modérée et en évitant les arrêts et les départs brusques, on utilise moins de carburant.

Entretenez votre véhicule. Un véhicule dont le moteur est au point et les pneus bien gonflés consomme moins d'essence.

Utilisez le climatiseur de façon avertie.  Économisez l'énergie en utilisant la climatisation seulement si cela est absolument essentiel à votre confort et à votre santé. Les ventilateurs sont beaucoup moins gourmands.

Dites non aux solvants.  En s'évaporant, les solvants des produits d'entretien ménager (essences minérales) et des revêtements (peinture à l'huile) émettent beaucoup de COV. Si possible, optez pour des substituts et éliminez ces produits de façon appropriée.

L'étanchéité, c'est bien. Économisez du combustible grâce à la réfection et à l'entretien périodique du système de chauffage, de l'isolation et des fenêtres de votre maison.

Visez le R-2000. À l'achat d'une nouvelle maison ou lorsque vous faites des rénovations, choisissez un système à haut rendement énergétique. Les maisons R-2000 sont plus étanches et isolées et, par conséquent, consomment moins d'énergie.