Météo et grenouille

Réponse du département Sciences et Techniques


Bonjour.

Mais il faudrait plusieurs tomes de manuels de haut niveau pour répondre à vos deux premières questions ! Et votre interlocuteur devrait être un météorologue patenté, ce que nous ne sommes pas.

Cependant, l’ouvrage 3 minutes pour comprendre les 50 phénomène essentiels de la météorologie répond schématiquement à vos deux questions dans son introduction. Nous n’aurions pas dit mieux. Extrait : On doit [les événements météorologiques] et leurs conséquences au mouvement perpétuel qui anime l'atmosphère. Celle-ci évolue continuellement et à toutes les échelles temporelles, de l'éclaircie qui donne envie de sortir aux pluies prolongées des moussons tropicales. Il y a même certaines décennies où les hivers se succèdent sans variations notables, puis changent subitement en adoptant les caractéristiques opposées pour les années suivantes.

Ce comportement mystérieux tient au fait que l'atmosphère est un fluide en circulation permanente. Piégé à la surface d'une Terre en rotation, l'air se déplace en tourbillonnant comme l'eau s'écoule d'une baignoire. Hormis l'absence de frottement interne, les équations qui gouvernent les conditions atmosphériques sont donc semblables à celles qui s'appliquent au café que vous remuez le matin. Six équations mathématiques suffisent à résumer les principaux paramètres du temps qu'il fait. Elles sont tellement concises qu'on pourrait les écrire au dos d'une carte postale, et, vu leur incroyable importance, on se demande pourquoi elles ne figurent pas sur des tee-shirts. Ces quelques équations qui déterminent la météo sont issues d'une physique bien établie, pour ne pas dire ancienne : elles dérivent des lois de Newton, de la physique de la chaleur et des gaz, découverte il y a plus d'un siècle, et du fait qu'il n'y a ni création ni destruction d'air, mais seulement transformation.

Pourtant, même si nous connaissons très bien les équations qui régissent l'atmosphère, celles-ci sont encore entourées de nombreuses incertitudes. Car la question de la météo n'est pas comparable aux problèmes de maths qu'on résout simplement à l'aide d'un stylo et d'un bout de papier. Ces équations sont « insolubles », c'est-à-dire qu'il est impossible de les résoudre avec précision. Pire encore, elles montrent que de petites variations ont des incidences notables, autrement dit, que le battement d'ailes d'un papillon peut déclencher une tornade à l'autre bout du monde... C'est ce qu'on appelle « un système chaotique », et il va sans dire que cela limite fondamentalement les prévisions à long terme.

C'est toute la difficulté, mais aussi tout l'intérêt de la météorologie. Comprendre le fluide qu'est l'atmosphère reste l'un des derniers domaines encore actifs de la physique terrestre. Les progrès accomplis, l'amélioration des prévisions pour les heures, les mois ou les années à venir dépendent totalement des technologies modernes. Nous avons développé toute une panoplie d'instruments pour mesurer les différents paramètres atmosphériques. Une armée de satellites surveille continuellement le comportement de l'atmosphère et des océans : les satellites à défilement, qui circulent d'un pôle à l'autre à 800 km d'altitude, et les satellites géostationnaires, qui suivent la rotation de la Terre à 36 000 km d'altitude.

Ces renseignements essentiels, ainsi que les mesures des stations météo, des radars, avions et autres ballons-sondes, sont aussitôt intégrés à d'immenses bases de données qui fournissent une image fidèle et constamment actualisée de l'atmosphère planétaire.
Des ordinateurs parmi les plus puissants au monde combinent ensuite ces informations et, à l'aide des quelques équations citées plus haut, prévoient ce que le ciel nous réserve. Le travail accompli est remarquable :les modèles numériques suivent l'évolution de l'atmosphère en tenant compte de tous ses aspects, des courants-jets aux ouragans en passant par les oscillations climatiques comme El Niño.
Les résultats serviront aussi bien à éditer votre bulletin météo quotidien qu'à réaliser les prévisions à long terme qui influenceront les politiques relatives au changement climatique.

Concernant votre troisième question, laissons parler Auguste Duméril (1812-1870) zoologiste au Muséum d’histoire naturelle de Paris. En 1863 il écrivait : Les grenouilles des arbres, ou rainettes, annoncent la pluie par leur coassements, on peut se faire un hygromètre ou un baromètre vivant en mettant un de ces animaux dans un vase où l'on a soin de lui donner de l'eau et des insectes pour sa nourriture. On pourrait ainsi le conserver jusqu'à sept années consécutives. Muni dans leur prison de verre d'une petite échelle, leur ascension indique que le temps sera sec.
Nous n’avons pas trouvé d’étude sur la grenouille-baromètre établissant scientifiquement la preuve de l’efficacité des « prévisions » de Dame Rainette. Nous trouvons cependant une description de la méthode et son explication dans l’ouvrage Les pourquoi de la météo de Louis Bodin :
Placée dans un bocal avec un peu d’eau, quelques insectes et une petite échelle, une grenouille vous indiquera le temps qu’il fait par sa position sur les barreaux ! […] Tout repose sur les insectes placés dans le bocal, nourriture favorite de la grenouille. Lorsque le mauvais temps approche, l’humidité alourdit leurs ailes. Ils volent donc bas, à portée de la langue du batracien, qui peut rester paisiblement installé dans son fond d’eau. En période de temps sec au contraire, les insectes volent plus haut, si bien que la grenouille sera obligée de grimper sur son échelle pour gober ses proies ! C’est ainsi que la rainette verte, une des rares grenouilles capable de grimper aux arbres, donc aux échelles, a longtemps servi de baromètre. Évidemment la fiabilité n’est pas parfaite, mais à une époque où les bulletins météo n’existaient pas encore, ce procédé a rendu de fiers services.

PS : même si la rainette est la mascotte du Guichet du Savoir, il n'y a pas ici de pauvre bête enfermée dans un bocal pour nous dire s'il faut prendre le parapluie ou l'ombrelle en sortant . Il y a suffisamment d'informations sur des sites spécialisés comme Météo France pour laisser coasser les batraciens en liberté, quoi (coââ) !


Ouvrages sur la météorologie :

3 minutes pour comprendre les 50 phénomènes essentiels de la météorologie, 2016 ;

Manuel de météorologie : un guide pour comprendre les phénomènes atmosphériques et climatiques, 2017 ;

Guide de la météorologie, 2017 ;

Les pourquoi de la météo, 2017.


Cordialement.