Météorologie — QCM

Les cartes de vent et de température prévus en altitude montrent, pour chaque niveau de vol, une petite flèche (le vent) accompagnée d'un chiffre de température, disposées sur des points répartis sur toute la carte : c'est l'équivalent en altitude d'une prévision météo, mais donnée pour un niveau précis au lieu du sol. Sur l'annexe, dans la région entourée autour de Paris, la flèche de vent pointe vers l'est (ce qui signifie que le vent souffle depuis l'ouest, car en météo on nomme un vent par la direction d'où il vient) et elle ne porte qu'une seule petite barbule courte, qui représente 10 kt : chaque barbule pleine vaut 10 kt et une demi-barbule vaudrait 5 kt. Le chiffre inscrit à côté du point, 2, correspond à la température de l'air à ce niveau de vol, soit 2°C. Ainsi on lit directement sur la carte un vent d'ouest de 10 kt et une température de 2°C au niveau de vol 100.

Un METAR est un message d'observation météorologique régulière : toutes les demi-heures (ou toutes les heures selon les aérodromes), la station relève le temps réel sur le terrain et le code sous une forme standardisée, la même partout dans le monde, pour que n'importe quel pilote puisse la lire rapidement. Dans le message de Chambéry, le groupe "-SN" se décode en deux parties : le signe "-" indique une intensité faible, et "SN" est l'abréviation du phénomène "snow", c'est-à-dire la neige. On sait donc qu'il neigeait faiblement au moment de l'observation, en plus du vent (19011KT), de la visibilité (5000 m) et des couches nuageuses décrites ensuite.

Le code "CAVOK" (Ceiling And Visibility OK) est une façon abrégée de dire qu'il n'y a, au sol, ni nuage bas gênant, ni phénomène météo significatif, ni visibilité réduite : concrètement la visibilité est d'au moins 10 km et aucun nuage ne se trouve en dessous de 5000 ft (ou de l'altitude minimale de secteur si elle est plus haute). Mais CAVOK ne parle que de la couche basse et moyenne qui intéresse le décollage et l'atterrissage : il n'exclut donc pas la présence de nuages élevés, par exemple des cirrus fins situés bien au-dessus de cette limite, qui ne gênent ni la visibilité ni le plafond utile au vol à vue.

Les cartes TEMSI (temps significatif) utilisent des petits pictogrammes normalisés pour représenter, en un coup d'œil, les phénomènes météo dangereux ou gênants prévus sur une zone : brouillard, pluie, neige, orage, givrage, turbulence, etc. Chaque symbole a une forme conventionnelle que tout pilote doit apprendre à reconnaître, un peu comme les pictogrammes d'un panneau routier. Sur cette annexe, le symbole entouré est une petite barre formée de plusieurs traits horizontaux serrés : c'est le pictogramme normalisé du brouillard, phénomène qui réduit fortement la visibilité près du sol.

Sur une carte synoptique (carte de fronts), un front est la ligne de rencontre entre deux masses d'air de températures différentes ; selon que l'air froid ou l'air chaud est en train de gagner du terrain, on trace un front froid, un front chaud, ou un front occlus. Quand ni l'un ni l'autre ne progresse vraiment, la ligne reste presque à la même place : c'est un front quasi stationnaire, symbolisé sur la carte par une alternance de triangles (symbole du front froid) et de demi-cercles (symbole du front chaud) placés des deux côtés de la ligne, au lieu d'être tous du même côté. Sur l'annexe, la ligne qui va du nord-ouest de l'Espagne à la Norvège porte justement ces deux types de motifs alternés, ce qui indique qu'il s'agit d'un front quasi stationnaire plutôt que d'un front clairement mobile.

Sur une carte de pression au sol, les zones où la pression atmosphérique (mesurée en hectopascals, hPa, l'unité utilisée pour la pression de l'air) est plus élevée que dans les environs sont repérées par la lettre "H" (haute pression, souvent associée à du beau temps), et les zones de pression plus basse par un "L". Une petite croix marque l'endroit précis du centre de la zone, c'est-à-dire le point où la pression est la plus extrême, et un chiffre est inscrit à côté pour donner sa valeur. Sur l'annexe, la croix surmontée du "H" situé en Suisse indique donc le centre d'un anticyclone, et la valeur inscrite à côté, 1038 hPa, est la pression en ce point — une valeur nettement supérieure à la pression standard de référence (1013 hPa), ce qui confirme qu'il s'agit bien d'une zone de hautes pressions marquée.

Le METAR est le message d'observation météo régulière d'un aérodrome : une station y relève en continu le vent, la visibilité, les nuages, la température, la pression, etc., et diffuse ces informations sous forme codée pour que les pilotes disposent toujours d'une image récente du temps sur le terrain. Pour que cette image reste fiable, l'observation est renouvelée à intervalle fixe et court : un nouveau METAR est rédigé toutes les demi-heures (avec la possibilité d'émettre un SPECI entre deux si un changement important survient plus tôt).

Sur les cartes TEMSI, chaque type de précipitation ou de phénomène dangereux a son propre pictogramme normalisé, à repérer dans la légende de l'annexe puis à retrouver, entouré d'un cercle, sur la carte elle-même. Sur cette annexe, le symbole entouré est un petit point sombre isolé, qui correspond dans la légende au pictogramme normalisé de la neige : ce symbole indique donc une zone où de la neige est prévue.

Une carte TEMSI ne se contente pas d'indiquer les nuages : elle représente aussi, avec des symboles séparés, les phénomènes qui réduisent la visibilité même par ciel sans nuage bas, comme la brume ou le brouillard. Sur l'annexe, au-dessus du sud de la France, on ne trouve aucune zone de nuages significatifs indiquée (donc pas de prévision nuageuse), mais on repère par endroits les petits symboles de brume et de brouillard disséminés sur la région : cela signifie qu'il n'est pas prévu de nuages sur cette zone, mais que la visibilité pourra tout de même être dégradée localement par de la brume et du brouillard.

Il existe deux grandes familles de messages météo aérodrome : le METAR, qui décrit le temps observé au moment précis de l'émission, et le TAF, qui est une prévision pour les heures à venir. On les distingue à leur en-tête : un METAR commence directement par l'indicatif de la station suivi d'une date-heure unique (ici "LFOT 060900Z"), sans période de validité étalée dans le temps, alors qu'un TAF affiche toujours une plage "validité début/fin". Le message de Tours ne comporte qu'une heure d'observation (060900Z, soit le 6 à 9 h UTC) et aucun groupe de prévision : c'est donc bien le METAR de 9 h UTC, qui décrit le temps réellement observé à cet instant sur l'aérodrome.

Le TAF (Terminal Aerodrome Forecast) est un message de prévision du temps sur un aérodrome, valable plusieurs heures à l'avance, découpé en plusieurs groupes qui indiquent comment la situation va évoluer. Le code "BECMG" ("becoming") annonce un changement progressif et durable entre deux heures données : tout ce qui suit ce groupe remplace la situation précédente à partir de l'heure de début indiquée. Ici, le groupe "BECMG 0515/0517 09015KT" montre que le vent, initialement à 20 kt (09020KT), évoluera progressivement vers 15 kt (09015KT) entre le 5 à 15 h et le 5 à 17 h UTC. Le vent commence donc à faiblir à partir de 15 h UTC.

Dans un TAF, le code "BECMG" annonce un changement progressif et permanent de la situation entre deux heures encadrées (par opposition à "TEMPO", qui décrit des fluctuations seulement temporaires et réversibles). Le message d'Ajaccio contient "BECMG 0517/0519 06006KT" : le vent, initialement de secteur 220° à 6 kt (22006KT), va évoluer vers le secteur 060° à 6 kt, et ce changement se fera de façon progressive et durable entre 17 h et 19 h UTC le jour 05. On peut donc dire que le vent pourrait tourner de façon régulière (progressive, pas brutale ni passagère) entre 17 h et 19 h UTC.

Dans un METAR, la quantité de nuages à une altitude donnée est exprimée en huitièmes de ciel couvert (on dit "oktas"), avec quatre catégories codées : FEW pour 1 à 2 oktas (quelques nuages), SCT pour 3 à 4 oktas (nuages épars, moins de la moitié du ciel), BKN pour 5 à 7 oktas (nuages fragmentés, plus de la moitié du ciel) et OVC pour 8 oktas (ciel totalement couvert). Le code est suivi d'un nombre à trois chiffres qui donne la hauteur de la base du nuage en centaines de pieds au-dessus du terrain (AAL, above aerodrome level). Ici, "BKN050" signifie donc une couche fragmentée (BKN), qui couvre plus de la moitié du ciel, avec une base à 5000 ft au-dessus de l'aérodrome.

Un METAR contient toujours un couple de deux nombres séparés par une barre oblique, juste après le groupe des nuages : le premier est la température de l'air, le second est la température du point de rosée, c'est-à-dire la température à laquelle il faudrait refroidir l'air pour que la vapeur d'eau qu'il contient commence à se condenser (plus les deux valeurs sont proches, plus l'air est humide et proche de la formation de brume ou de nuages bas). Dans le message de Brest, le groupe "16/15" indique donc une température de l'air de 16°C et une température du point de rosée de 15°C, deux valeurs très proches, cohérentes avec la présence de nuages bas fragmentés (BKN007) dans ce METAR.

En plus du METAR (observation) et du TAF (prévision de routine sur un aérodrome), les services météorologiques rédigent des messages d'alerte spéciaux quand un phénomène est jugé dangereux pour le vol. Le SIGMET (SIGnificant METeorological information) est justement cet avis : il signale un phénomène météorologique dangereux, observé ou prévu sur une zone plus large qu'un simple aérodrome, comme un cumulonimbus, un orage, une turbulence sévère ou un givrage sévère, afin que les équipages en soient informés même si ce n'est pas encore inscrit dans les prévisions de routine.

Dans un METAR, la nébulosité est en principe décrite par les codes FEW, SCT, BKN ou OVC accompagnés d'une hauteur de base. Quand le ciel ne présente pas de nuage significatif (c'est-à-dire aucun nuage en dessous de 5000 ft ou de l'altitude minimale de secteur, et pas de cumulonimbus ni de nuage à développement vertical à aucune hauteur), on utilise à la place le code "NSC" (No Significant Cloud). Dans le METAR de Troyes, "NSC" signifie donc simplement qu'il n'y a pas de nuages significatifs à signaler, sans qu'il soit nécessaire de détailler des couches nuageuses.

Dans un TAF, le groupe "BECMG" décrit un changement progressif et durable entre deux heures ; tout ce qui est écrit après ce groupe remplace complètement la situation qui le précède, y compris pour les phénomènes météo comme la pluie. Ici, avant le "BECMG 1409/1411", le message indique de la pluie (RA) avec un vent variable et une visibilité de 6000 m ; après le BECMG, le nouveau groupe donne un vent de secteur 300° à 8 kt, une visibilité de 9999 (10 km ou plus) et le code "NSW" (No Significant Weather), qui signifie qu'aucun phénomène significatif, donc plus de pluie, n'est attendu. Entre 9 h et 11 h UTC, le vent, la visibilité et la nébulosité vont donc changer progressivement, et la pluie va s'arrêter.

Un METAR peut inclure à la fin un groupe de tendance à court terme, introduit par "TEMPO", qui annonce des fluctuations temporaires attendues par rapport aux conditions observées. Par convention, ce groupe de tendance est considéré comme valable pendant les deux heures qui suivent l'heure d'observation du METAR. Ici, l'observation a été faite à 12h30 UTC (071230Z) et le groupe "TEMPO 28020G30KT 4000 TSRA SCT015CB" annonce des passages temporaires d'orage avec pluie (TSRA) et de cumulonimbus (CB) ; ces épisodes orageux sont donc susceptibles de se produire à un moment quelconque entre l'heure d'observation, 12h30 UTC, et la fin de la période de validité de la tendance, soit 14h30 UTC.

Sur une carte de vent prévu en altitude, chaque point porte une petite flèche de vent accompagnée de barbules qui codent la vitesse : une barbule longue (pleine) vaut 10 kt, une barbule courte (demie) vaut 5 kt, et un petit triangle plein vaut 50 kt ; on additionne simplement la valeur de toutes les barbules attachées à la flèche pour obtenir la vitesse totale. Dans la zone entourée au sud-est de Toulouse, la flèche porte trois barbules pleines, ce qui correspond à 3 × 10 kt, soit une vitesse de vent prévue de 30 kt à ce niveau.

Dans un METAR, un phénomène météo peut être précédé du préfixe "RE" (recent), qui signifie que ce phénomène s'est produit récemment (généralement dans l'heure précédente) mais qu'il n'est plus en cours au moment de l'observation, contrairement à un phénomène observé directement sans préfixe. Le METAR de Rennes contient le groupe "RETS", où "TS" désigne un orage (thunderstorm) : ce code signale donc la présence d'orages récents, c'est-à-dire qui viennent de se produire à proximité de l'aérodrome sans être forcément encore actifs au moment du relevé.

Dans un METAR, les phénomènes météo sont codés par des abréviations à deux lettres, éventuellement précédées d'un signe d'intensité ("-" pour faible, aucun signe pour modéré, "+" pour fort) et combinées entre elles quand plusieurs phénomènes se produisent en même temps. Le groupe "-DZRA" du METAR de Biarritz associe ainsi "DZ" (bruine) et "RA" (pluie), tous deux de faible intensité : cela signifie qu'il tombait à la fois de la bruine et de la pluie, et donc que de la pluie (RA) fait bien partie des éléments observés.

Sur les cartes TEMSI, chaque type de précipitation a son propre symbole normalisé, à identifier dans la légende de l'annexe puis à retrouver entouré d'un cercle sur la carte. Sur cette annexe, le symbole entouré correspond, dans la légende, au pictogramme de la pluie : il indique donc une zone où de la pluie est prévue.

Une carte TEMSI distingue les nuages, décrits par des symboles de couverture nuageuse, des phénomènes qui réduisent seulement la visibilité près du sol, comme la brume (BR) ou le brouillard (FG), représentés par des symboles à part et disposés à l'endroit précis où ils sont attendus. Sur l'annexe, au-dessus du sud de la France, on retrouve ces petits symboles répartis différemment selon le relief : des symboles de brume disséminés à l'intérieur des terres, et des symboles de brouillard concentrés localement dans les vallées, là où l'air humide stagne plus facilement le matin. C'est donc cette répartition qui correspond à la réponse : brumes à l'intérieur des terres, brouillards localement dans les vallées.

Un TAF combine une prévision principale, valable pour toute la période annoncée, et des groupes complémentaires comme "PROB30 TEMPO", qui décrivent des variations seulement possibles (probabilité 30 %) et temporaires par rapport à cette prévision principale. Pour connaître la situation "de base" en dehors de ces variations passagères, il faut donc lire uniquement la partie qui précède le "PROB30 TEMPO". Ici, le TAF de Rennes indique "-SHRA", où "SH" (shower) signifie que la précipitation tombe sous forme d'averses, c'est-à-dire de pluie intermittente et parfois plus intense, par opposition à une pluie continue notée simplement "RA". De 12 h à 21 h UTC, en dehors des variations temporaires décrites par le PROB30 TEMPO, la pluie est donc bien prévue sous forme d'averses.

Dans un METAR, chaque couche nuageuse est codée par son type de couverture (FEW, SCT, BKN, OVC) suivi de la hauteur de sa base ; si le nuage observé est un cumulonimbus, un type de nuage à fort développement vertical souvent associé aux orages, les lettres "CB" sont ajoutées directement après le code de hauteur. Ici, le groupe "FEW016CB" indique une couche éparse (FEW) avec une base à 1600 ft, et le suffixe "CB" précise que ce nuage est un cumulonimbus. Cela confirme donc la présence de cumulonimbus parmi les éléments observés.

Sur les cartes TEMSI, chaque type de précipitation dispose de son propre pictogramme normalisé, répertorié dans la légende puis repéré entouré d'un cercle sur la carte. Sur cette annexe, le symbole entouré correspond, dans la légende, au pictogramme de la bruine, ces très fines gouttelettes qui tombent lentement et réduisent la visibilité sans former de grosses gouttes : il indique donc une zone où de la bruine est prévue.

Dans le code météo aéronautique, brume (BR) et brouillard (FG) désignent le même phénomène physique, de minuscules gouttelettes d'eau en suspension dans l'air près du sol, mais on les distingue par un seuil de visibilité horizontale précis : au-dessus de 1 km on parle de brume, en dessous de 1 km on parle de brouillard. Le code FG dans un METAR signifie donc que la visibilité horizontale observée est inférieure à 1 km.

Dans un METAR, juste après le groupe de vent, un nombre à quatre chiffres indique la visibilité horizontale dominante exprimée en mètres (au-delà de 9999, c'est-à-dire 10 km ou plus, on écrit directement "9999"). Dans le METAR d'Aurillac, le groupe "2500" qui suit le vent (08003KT) correspond donc directement à la visibilité horizontale observée, soit 2500 m.

Dans un TAF, le code "CAVOK" annoncé après un groupe "BECMG" signifie qu'une amélioration est prévue vers une situation où il n'y a plus ni nuage bas gênant, ni phénomène météo significatif, ni visibilité réduite. Le TAF de Toulouse contient "BECMG 0615/0617 CAVOK" : ce groupe indique que l'évolution progressive vers le CAVOK commence à l'heure de début indiquée, soit le jour 06 à 15 h UTC, pour se stabiliser au plus tard à 17 h UTC. Le début de cette évolution est donc prévu à 15 h UTC.

Dans un METAR, la quantité de nuages est exprimée en oktas (huitièmes de ciel couvert) selon quatre catégories : FEW pour 1 à 2 oktas, SCT pour 3 à 4 oktas (moins de la moitié du ciel), BKN pour 5 à 7 oktas, et OVC pour 8 oktas. Le nombre à trois chiffres qui suit donne ensuite la hauteur de la base du nuage en centaines de pieds au-dessus du terrain. Le code "SCT016" du METAR de Toulouse décrit donc une couche éparse (SCT), qui couvre moins de la moitié du ciel, avec une base à 1600 ft.

Le code météo aéronautique utilise des abréviations à deux lettres pour désigner chaque type de précipitation, afin de rester compact et universel dans les messages METAR et TAF. Le code GR désigne la grêle (grains de glace durs, généralement de plusieurs millimètres), GS désigne le grésil (petits grains de glace ou de neige roulée, plus petits et plus mous que la grêle), SN désigne la neige, et DZ désigne la bruine (fines gouttelettes qui tombent lentement, à distinguer de la pluie "RA" faite de gouttes plus grosses). Ces quatre codes correspondent donc respectivement à grêle, grésil, neige, bruine.

Sur une carte TEMSI, chaque phénomène qui réduit la visibilité est représenté par un symbole spécifique placé à l'endroit où il est attendu : sur l'annexe zoomée, le symbole en forme de plusieurs traits horizontaux superposés correspond à la brume, tandis que le symbole voisin, une petite barre oblique accompagnée d'un point plein, correspond à la bruine. À l'ouest de la France, sur la carte TEMSI EUROC du 12/01/2006 à 15h00 UTC, ces deux symboles apparaissent localement côte à côte : les phénomènes observés dans cette zone sont donc bien de la brume et de la bruine.

Sur les cartes TEMSI, le givrage (formation de glace sur l'avion en vol dans des nuages ou des précipitations à température négative) est représenté par un symbole en forme de petit sapin ou de triangle empilé, dont la taille ou la forme varie selon l'intensité prévue : léger, modéré ou fort/sévère. Sur cette annexe, le symbole entouré, un triangle assez développé, correspond dans la légende au degré intermédiaire, c'est-à-dire au givrage modéré : un pilote doit alors s'attendre à une accumulation de glace suffisamment rapide pour justifier un changement de route ou d'altitude si son avion n'est pas équipé pour y faire face.

Le TAF (Terminal Aerodrome Forecast) est un message de prévision météorologique pour un aérodrome donné, et il existe en deux formats selon la durée qu'il couvre : un format court, valable pour une période plus réduite, et un format long, valable pour une période plus étendue (généralement 24 à 30 heures). Le TAF court est ainsi un message de prévision d'aérodrome valable pour une durée de 9 heures, adapté aux besoins d'un vol se déroulant sur une plage horaire plus limitée.

Le SIGMET (SIGnificant METeorological information) est un message d'alerte météo distinct du METAR et du TAF, rédigé spécifiquement pour signaler un phénomène dangereux pour le vol sur une zone donnée. Il s'agit d'un avis de phénomène dangereux observé ou prévu, comme un cumulonimbus, un orage, une turbulence sévère ou un givrage sévère, diffusé pour alerter les équipages même en dehors des prévisions de routine.

Dans un METAR, le code FG désigne le brouillard, un phénomène qui réduit la visibilité horizontale en dessous de 1 km à cause de fines gouttelettes en suspension près du sol. Le METAR de Rodez Marcillac comporte le groupe "-DZ FG", où "FG" indique justement la présence de brouillard, cohérente avec la visibilité très réduite annoncée juste avant (0700 m) et la couche nuageuse basse et couvrante (OVC002, base à 200 ft).

Le SIGMET est un message d'alerte diffusé pour prévenir les équipages d'un phénomène météorologique dangereux, valable pour une période précise indiquée dans le message (ici du jour 13 à 05h30 UTC au jour 14 à 09h30 UTC). Même si le corps du message utilise le mot "OBS" (observé) pour dire que des orages noyés dans les nuages (EMBD TS) ont été constatés au moment de la rédaction, le SIGMET reste valable, et donc pertinent, pendant toute sa période de validité future : c'est pourquoi on le considère comme un avis de phénomènes météorologiques dangereux prévus, puisqu'il informe les équipages qui voleront dans cette zone plus tard durant la période annoncée, et pas seulement à l'instant de l'observation.

Sur les cartes TEMSI, le brouillard est représenté par un symbole normalisé formé de plusieurs traits horizontaux serrés les uns au-dessus des autres, à repérer dans la légende de l'annexe puis entouré d'un cercle sur la carte. Sur cette annexe, le symbole entouré correspond exactement à ce pictogramme : il indique donc une prévision de brouillard.

Avant tout vol à vue, un pilote doit consulter la carte TEMSI de la zone survolée : elle regroupe en un seul document tous les phénomènes dangereux ou gênants prévus (orages, cumulonimbus, brouillard, givrage, turbulence...) sur la période et la région concernées, ce qui permet de juger si le vol envisagé est réalisable en sécurité. Sur l'annexe TEMSI FRANCE du 12/01/2006, à 15h00 UTC, la région de Nantes est concernée par des symboles de phénomènes significatifs incompatibles avec un vol local en sécurité (visibilité réduite et/ou risque orageux selon la carte). Face à une telle situation, la décision prudente d'un pilote n'est pas de tenter le vol en espérant que ça passe, ni de foncer sans vérifier davantage, mais bien de reporter son vol à un autre jour, quand les conditions seront redevenues favorables.

Le code "NSC" (No Significant Cloud) est utilisé de façon identique dans tous les types de messages météo aéronautiques normalisés, qu'il s'agisse d'un METAR (observation), d'un SPECI (observation spéciale déclenchée par un changement notable), d'un TEND (tendance à court terme ajoutée à la fin d'un METAR) ou d'un TAF (prévision) : dans chacun de ces messages, "NSC" signifie simplement qu'il n'y a pas de nuages significatifs à signaler, c'est-à-dire aucun nuage en dessous de 5000 ft (ou de l'altitude minimale de secteur) et pas de cumulonimbus ni de nuage à développement vertical important.

Sur les cartes TEMSI, l'orage est représenté par un symbole normalisé en forme de petit drapeau hachuré vertical, à identifier dans la légende de l'annexe puis à retrouver entouré d'un cercle sur la carte. Sur cette annexe, le symbole entouré correspond exactement à ce pictogramme : il indique donc une prévision d'orages sur la zone concernée.

Dans les codes météo utilisés en aéronautique (METAR/TAF), chaque abréviation de deux lettres désigne soit une précipitation (de l'eau ou de la glace qui tombe du ciel), soit un phénomène qui réduit seulement la visibilité sans qu'il ne tombe rien. RA (pluie), SN (neige), DZ (bruine, une pluie très fine) et GR (grêle) sont des précipitations réelles. En revanche BR (brume) et FG (brouillard) sont de simples nappes de gouttelettes en suspension dans l'air, sans chute de précipitation. C'est pourquoi seules les réponses 1, 2, 3 et 5 (RA, SN, DZ, GR) sont retenues.

Un METAR liste, après les données de vent et de visibilité, les phénomènes météo réellement observés au moment du relevé, sous forme de codes de deux ou trois lettres. Le groupe « BR » est le code international de la brume, un voile de fines gouttelettes en suspension qui réduit la visibilité (typiquement entre 1000 et 5000 m) sans provoquer de précipitation. Dans le METAR de Rouen, on trouve à la fois RA (pluie) et BR juste après : BR signale donc la présence de brume en plus de la pluie qui tombe.

La quantité de nuages dans le ciel se mesure en octas, c'est-à-dire en huitièmes de la voûte céleste couverts par les nuages (comme si on découpait le ciel en 8 parts de tarte). Chaque tranche d'octas a son propre code : FEW pour 1 à 2 octas (ciel presque dégagé), SCT pour 3 à 4 octas (nuages épars), BKN pour 5 à 7 octas (ciel majoritairement couvert) et OVC pour 8 octas (ciel totalement couvert). Une nébulosité de 5 à 7 octas correspond donc au code BKN (broken, « fragmenté »).

Sur les aérodromes équipés d'une station automatique (AUTO), un capteur laser mesure la hauteur de la base des nuages et estime la quantité d'octas, mais il ne « voit » pas la forme du nuage. Or certains types de nuages, comme les cumulonimbus (nuages d'orage) ou les nuages à développement vertical, sont importants à signaler aux pilotes. Quand la machine ne peut pas identifier ce type de nuage, elle remplace le code habituel par trois barres obliques « /// », qui signifient donc que le type de nuage n'a pas pu être observé automatiquement.

Le SIGMET (SIGnificant METeorological information) est un message d'alerte diffusé quand un phénomène dangereux pour le vol est observé ou prévu en route, comme les orages violents, la turbulence sévère, le givrage sévère ou les tempêtes de sable. La pluie qui se congèle au contact d'une surface froide (pluie verglaçante) fait partie de ces phénomènes dangereux car elle forme instantanément une couche de glace sur l'avion, dégradant fortement son aérodynamisme. C'est pourquoi elle figure parmi les phénomènes pouvant faire l'objet d'un SIGMET.

Un TAF (prévision d'aérodrome) couvre une longue période encadrée en tête du message (ici du jour 30 à 9h UTC jusqu'au jour 30 à 18h UTC), à laquelle s'ajoutent des groupes TEMPO qui annoncent des fluctuations temporaires et brèves (moins d'une heure à chaque occurrence, moins de la moitié de la période). Chaque groupe TEMPO porte sa propre plage horaire entre parenthèses de chiffres : ici « TEMPO 3009/3012 » signifie que la baisse de visibilité à 1500 m avec bruine et pluie (DZRA) est attendue de façon intermittente entre 9h et 12h UTC le jour 30.

CAVOK (Ceiling And Visibility OK) est un code qui remplace toute une série de détails quand les conditions sont bonnes : il signifie une visibilité d'au moins 10 km, aucun nuage significatif en dessous de 5000 ft (ou de l'altitude minimale de secteur) et aucun phénomène météo dangereux. En revanche, CAVOK ne dit rien sur la force du vent : un vent fort peut donc très bien souffler alors que le ciel est dégagé et la visibilité excellente.

Dans les messages METAR et TAF, un phénomène météo peut se produire pile sur l'aérodrome ou juste à proximité sans y toucher directement. Pour signaler ce deuxième cas, on ajoute le préfixe « VC » (vicinity) devant le phénomène, qui indique qu'il est observé ou prévu dans un rayon d'environ 8 à 16 km autour du terrain, donc « au voisinage » et non sur le terrain lui-même.

Le TAF (Terminal Aerodrome Forecast) est une prévision détaillée du temps attendu sur un aérodrome, valable pour une durée limitée au-delà de laquelle elle devient trop incertaine. En France métropolitaine, les aérodromes principaux publient des TAF longs dont la période de validité maximale est de 30 heures, ce qui permet aux équipages de préparer un vol la veille tout en gardant une prévision suffisamment fiable.

Comme vu pour les codes météo, seules certaines abréviations désignent une vraie précipitation, c'est-à-dire de l'eau ou de la glace qui tombe réellement du ciel. DZ est le code de la bruine, une pluie très fine faite de gouttelettes minuscules qui tombent lentement : c'est donc bien une précipitation, contrairement à des phénomènes comme la brume (BR) ou le brouillard (FG) qui ne sont que des nappes de gouttelettes en suspension dans l'air, sans chute.

NCD (No Cloud Detected) apparaît uniquement dans les METAR des stations automatiques (AUTO), qui utilisent un capteur laser balayant le ciel à la verticale du terrain. Ce code signifie soit qu'aucun nuage n'a été détecté dans la portée du capteur, soit que le système n'est pas capable d'identifier un cumulonimbus (CB) ou un nuage à développement vertical important (TCU), des nuages que seul un observateur humain peut reconnaître avec certitude. NCD ne garantit donc pas un ciel totalement dégagé, seulement l'absence de détection automatique.

Les cartes TEMSI (temps significatif) représentent, avec des symboles et des zones délimitées par des tirets, les phénomènes météo dangereux prévus sur une région : turbulence, givrage, orages, etc. Sur l'annexe fournie, la zone en tirets qui entoure les Pyrénées indique qu'un pilote survolant ce relief doit s'attendre à de la turbulence modérée à sévère, provoquée par le relief montagneux qui perturbe l'écoulement de l'air, ainsi qu'à des averses associées aux symboles présents dans cette zone.

Dans un METAR, la visibilité peut être donnée par deux valeurs quand elle n'est pas la même dans toutes les directions : la première est la visibilité dominante (celle observée sur la majorité de l'horizon), et la seconde, suivie d'une direction cardinale, est la visibilité minimale observée dans ce secteur particulier quand elle est nettement plus faible. Le groupe « 8000 3000SW BR » signifie donc une visibilité dominante de 8000 m, mais seulement 3000 m en direction du Sud-Ouest, avec de la brume (BR) qui explique cette réduction locale de la visibilité.

Après le code du type de nuage dans un METAR (ici BKN, ciel majoritairement couvert), les trois chiffres qui suivent donnent la hauteur de la base du nuage au-dessus du terrain, exprimée en centaines de pieds. Le groupe « BKN002 » se lit donc 002 x 100 = 200 pieds : c'est cette hauteur, associée à un ciel très bas et à de la bruine (BR et -DZ), qui correspond à la valeur demandée de 200 ft.

Un SIGMET précise dans son en-tête une plage de validité au format « VALID JJHHMM/JJHHMM », qui indique la période durant laquelle le phénomène signalé est observé ou attendu. Ici « VALID 30 08 00/30 18 00 » couvre toute la journée du 30, de 8h à 18h UTC, et le message signale des orages organisés en ligne de grains (SQL TS, une ligne d'orages qui avance comme un front) observés sous le FL330 et se déplaçant vers le nord-est en s'intensifiant (INTSF). On en déduit donc que ces orages en ligne de grains concernent l'ensemble de la journée du 30.

Sur les cartes de givrage, une flèche représente une masse d'air ou une trajectoire, et les symboles ou la longueur de la flèche indiquent l'intensité du givrage ainsi que l'altitude à partir de laquelle il commence, sachant que le givrage nécessite à la fois de l'eau liquide dans les nuages et une température négative pour que l'eau gèle au contact de l'avion. Un aéronef positionné à l'extrémité de la flèche de l'annexe se trouve donc dans la zone où le phénomène est le plus intense : un givrage modéré à localement fort, avec une température négative à partir du FL 20 (2000 pieds), altitude en dessous de laquelle il fait encore trop chaud pour que l'eau gèle.

Comme pour la nébulosité, le code OVC (overcast) désigne un ciel couvert à 8 octas sur 8, c'est-à-dire que la totalité de la voûte céleste est masquée par cette couche de nuages, contrairement à BKN (5 à 7 octas) où un peu de ciel bleu peut encore apparaître. Le groupe OVC070 du METAR de Chambéry indique donc une couche qui couvre entièrement le ciel, avec une base à 7000 pieds (070 x 100 ft).

Après le corps principal d'un METAR, on trouve parfois un groupe de tendance (TEMPO ou BECMG) qui prévoit une évolution attendue dans les deux heures suivant l'observation. Le groupe « TEMPO 28020G30KT 4000 TSRA SCT015CB » de Bordeaux annonce ainsi un changement temporaire avec un vent provenant du 280° (secteur ouest) soufflant à 20 nœuds avec des rafales à 30 nœuds (G pour « gust », rafale), en plus d'un orage avec pluie (TSRA) et d'une baisse de visibilité à 4000 m.

Les cartes TEMSI utilisent des pictogrammes normalisés pour représenter chaque type de phénomène météo prévu : orage, turbulence, givrage, brouillard, brume, etc. Le symbole formé de deux traits horizontaux superposés à l'intérieur d'un cercle (comme sur l'annexe) est le pictogramme international de la brume, un léger voile de gouttelettes en suspension qui réduit la visibilité sans provoquer de précipitation.

Dans un METAR, juste après le groupe de vent et de visibilité, un groupe de deux nombres séparés par une barre oblique donne la température de l'air suivie du point de rosée, tous deux exprimés en degrés Celsius. Le point de rosée est la température à laquelle il faudrait refroidir l'air pour que la vapeur d'eau qu'il contient commence à se condenser (comme la buée sur un verre froid) ; plus il est proche de la température de l'air, plus l'air est humide. Le groupe « 19/13 » du METAR de Bordeaux correspond donc à une température de l'air de 19°C et un point de rosée de 13°C.

Chaque METAR commence par un groupe de six chiffres suivi de la lettre Z, qui code la date et l'heure de l'observation : les deux premiers chiffres donnent le jour du mois, les quatre suivants l'heure et les minutes, toujours exprimées en temps universel coordonné (UTC, l'heure de référence internationale, indiquée par le « Z »). Le groupe « 051230Z » se lit donc : observation faite le 5 du mois à 12h30 UTC.

Un TAF donne d'abord une prévision de base valable sur toute la période annoncée, qui reste en vigueur tant qu'aucun groupe BECMG (changement progressif et durable) ne vient la remplacer ; les groupes TEMPO, eux, ne décrivent que des variations passagères qui n'annulent pas la prévision de base. Dans le TAF de Limoges, le premier changement durable (BECMG) ne commence qu'à partir de 11h UTC (« BECMG 1411/1413 »). Donc entre 9h et 11h UTC, en dehors des variations temporaires du TEMPO, c'est la prévision de base « BKN010 » qui s'applique, soit une base de nuages à 1000 ft au-dessus du niveau de l'aérodrome (AAL, above aerodrome level).

Une carte WINTEM donne, pour différentes altitudes, la direction et la force du vent ainsi que la température prévue, en s'appuyant sur l'atmosphère standard (ISA) comme référence : au niveau de la mer, l'ISA vaut 15°C, et cette valeur diminue d'environ 2°C tous les 1000 pieds en montant. À 2000 ft, la température ISA de référence est donc d'environ 15 − (2×2) = 11°C. Une température observée de +3°C est donc inférieure de 8°C à cette référence, ce qui s'écrit « ISA − 8° » ; la lecture du symbole de vent sur la carte donne par ailleurs un vent de secteur sud-est pour 5 kt.

Sur une carte WINTEM, les niveaux de vol ne sont pas calés sur la pression réelle du jour mais sur une pression de référence fixe, celle de l'atmosphère standard internationale : 1013 hPa (aussi notée 1013,25 hPa). Cela permet de comparer les cartes entre elles et avec les niveaux de vol des avions, qui utilisent eux aussi ce calage standard une fois en altitude.

Dans les messages METAR et TAF, il faut toujours indiquer un état du ciel : soit un ou plusieurs groupes de nuages, soit un code particulier quand il n'y en a pas. En dessous de 5000 ft et en l'absence de cumulonimbus ou de nuage à développement vertical important (TCU), c'est le code NSC (No Significant Cloud, « pas de nuage significatif ») qui est utilisé pour signaler l'absence de nuage à signaler, à distinguer du code NCD réservé aux stations automatiques.

La pression atmosphérique correspond au poids de la colonne d'air située au-dessus de nous ; plus on monte, moins il reste d'air au-dessus, donc plus la pression diminue. Près du sol, où l'air est le plus dense, cette diminution est régulière et vaut en moyenne environ 1 hPa tous les 28 pieds d'altitude gagnés (cette valeur augmente ensuite avec l'altitude, car l'air devient plus rare).

Sur une carte météo, on trace des lignes isobares qui relient tous les points ayant la même pression, un peu comme les courbes de niveau d'une carte de relief relient les points de même altitude. Une dorsale est une extension allongée de hautes pressions, comparable à une crête de montagne mais pour la pression : c'est donc un axe de hautes pressions, généralement associé à un temps calme et dégagé.

Le champ de pression sur une carte météo peut présenter des zones où les isobares sont très espacées, signe que la pression varie très peu sur une vaste étendue. On appelle cette zone un marais barométrique, par analogie avec un marais plat où rien ne bouge : la faible variation de pression y produit un vent généralement faible et un temps souvent stagnant.

Une surface isobare est, par définition, l'ensemble des points de l'atmosphère où règne exactement la même pression atmosphérique. C'est l'équivalent en trois dimensions des lignes isobares tracées sur les cartes météo en deux dimensions.

Comme vu précédemment, l'air est plus dense près du sol, ce qui explique que la pression y diminue plus vite avec l'altitude qu'en altitude plus élevée. On retient donc que, dans les basses couches de l'atmosphère, la pression moyenne décroît d'environ 1 hPa tous les 28 ft gagnés.

La troposphère est la couche la plus basse de l'atmosphère, celle où se produit l'essentiel des phénomènes météo, s'étendant du sol jusqu'à environ 11 000 mètres. En s'y élevant, on trouve de moins en moins d'air au-dessus de soi (donc une pression qui diminue) et, en règle générale, un air de plus en plus froid (car le sol, chauffé par le soleil, réchauffe surtout les couches d'air les plus proches de lui) : la pression atmosphérique et la température diminuent donc toutes les deux avec l'altitude.

Ce lien entre pression et altitude est réciproque : si la pression diminue d'environ 1 hPa tous les 28 ft en montant près du sol, cela signifie aussi qu'une variation d'un hectopascal correspond, près du sol, à une tranche d'altitude d'environ 28 pieds.

Par définition, une surface isobare regroupe tous les points d'égale pression atmosphérique, exactement comme une surface isotherme regrouperait tous les points de même température.

Le vent est produit par les différences de pression entre deux endroits : l'air se déplace des zones de haute pression vers les zones de basse pression, un peu comme l'eau s'écoule d'une pente raide plus vite que d'une pente douce. Sur une carte météo, l'écart de pression sur une distance donnée se voit à l'espacement des lignes isobares : plus elles sont resserrées, plus la variation de pression est rapide sur une courte distance, et plus le vent qui en résulte est fort.

Comme pour la question précédente, la force du vent dépend de l'écart de pression rapporté à la distance, c'est-à-dire du gradient de pression. Sur une carte de champ de pression, cela se traduit visuellement par l'espacement des isobares : plus elles sont serrées (rapprochées les unes des autres), plus le vent est fort, exactement comme des courbes de niveau resserrées indiquent une pente raide sur une carte de relief.

L'atmosphère standard (ISA) définit, pour chaque altitude, une valeur de référence de température et de pression qui sert de base de comparaison partout dans le monde. Ces valeurs standard ne sont pas fixes : elles dépendent justement de l'altitude considérée, puisque température et pression diminuent toutes deux en montant dans la troposphère.

En atmosphère standard (ISA), la température de référence au niveau de la mer est de 15°C, et elle diminue en moyenne de 2°C tous les 1000 pieds d'altitude dans la troposphère. À 5000 ft, on calcule donc : 15°C − (5 × 2°C) = 15 − 10 = +5°C, ce qui correspond bien à la température standard à cette altitude.

Le rayonnement solaire traverse en grande partie l'atmosphère sans la réchauffer directement (l'air est plutôt transparent à la lumière du soleil) et vient chauffer le sol. Ce sol réchauffé transmet ensuite sa chaleur aux couches d'air directement en contact avec lui par conduction, un peu comme une plaque chaude réchauffe l'air juste au-dessus d'elle : c'est ce mécanisme, plus que le rayonnement direct, qui réchauffe principalement les basses couches de l'atmosphère.

Quand une particule d'air est soulevée, elle se détend (car la pression diminue avec l'altitude) et se refroidit sans échanger de chaleur avec l'air autour d'elle, un peu comme l'air qui s'échappe d'une bombe aérosol ressort froid. Une particule est dite stable si, en montant, elle se refroidit plus vite que l'air ambiant qui l'entoure : elle devient alors plus froide et plus dense que son environnement, donc plus lourde, ce qui la fait redescendre à sa position d'origine au lieu de continuer à s'élever.

L'air peut contenir de la vapeur d'eau invisible, un peu comme une éponge peut absorber de l'eau, mais cette capacité a une limite appelée le point de saturation. Cette quantité maximale de vapeur d'eau que l'air peut contenir avant de se saturer (et donc de condenser cette vapeur en gouttelettes, formant nuages ou brouillard) augmente quand la température augmente : de l'air chaud peut « stocker » davantage d'humidité que de l'air froid.

De la même façon qu'à 5000 ft, on applique le gradient standard de l'atmosphère type : température de référence au niveau de la mer de 15°C, diminuant de 2°C tous les 1000 pieds. À 6000 ft, le calcul donne : 15°C − (6 × 2°C) = 15 − 12 = +3°C, ce qui correspond à la température standard à cette altitude.

Au cours d'une journée, la température du sol résulte d'un équilibre entre l'apport de chaleur du soleil et la perte de chaleur par rayonnement vers l'espace (un peu comme une pièce chauffée qui perd aussi de la chaleur par les fenêtres). Toute la nuit, le sol n'est plus réchauffé mais continue de rayonner sa chaleur vers le ciel, donc il continue de se refroidir. Ce refroidissement se poursuit même après le lever du soleil, car les premiers rayons, encore rasants et faibles, ne suffisent pas immédiatement à compenser les pertes : c'est donc juste après le lever du soleil que la température est la plus basse de la journée.

La troposphère est la couche basse de l'atmosphère, celle où se déroule la météo et où volent la plupart des avions légers, qui s'étend jusqu'à environ 11 km d'altitude. Dans cette couche, l'air se refroidit en moyenne à mesure qu'on monte, un peu comme on le constate en montagne où il fait plus froid au sommet qu'en vallée. Cette baisse moyenne de référence, appelée gradient thermique standard, est fixée à 6,5°C tous les 1000 mètres.

Normalement, plus on monte en altitude dans la troposphère, plus la température baisse. Il arrive cependant qu'une couche d'air froid reste piégée près du sol, coincée sous une couche d'air plus chaud située au-dessus (typiquement la nuit, quand le sol se refroidit rapidement par rayonnement). Le phénomène habituel est alors inversé : la température augmente quand on monte, d'où le nom d'inversion de température.

En temps normal, la température baisse avec l'altitude, et lors d'une inversion elle augmente au contraire. Il existe un troisième cas, intermédiaire : sur une certaine tranche d'altitude, la température ne varie pas du tout, elle reste identique du bas vers le haut de la couche. C'est ce qu'on appelle l'isothermie (iso = égal, therme = température).

Le sol continue d'accumuler de la chaleur tant que l'énergie reçue du soleil dépasse celle qu'il perd par rayonnement, un peu comme une plaque de cuisson qui reste chaude un moment après qu'on ait coupé le feu. Le zénith désigne le moment où le soleil est au plus haut dans le ciel, c'est-à-dire midi solaire, mais le sol continue de recevoir plus de chaleur qu'il n'en perd même après cet instant. La température continue donc de grimper jusqu'à un maximum atteint environ deux heures après le passage du soleil au zénith, soit en milieu d'après-midi.

L'amplitude thermique diurne, c'est l'écart entre la température la plus haute et la plus basse de la journée. Une couche de nuages agit comme un écran dans les deux sens : le jour, elle bloque une partie du rayonnement solaire et limite donc le réchauffement du sol ; la nuit, elle empêche au contraire le sol de perdre sa chaleur vers l'espace, un peu comme une couverture. Les écarts entre le chaud du jour et le froid de la nuit sont donc moins marqués sous un ciel couvert que sous un ciel dégagé.

Comme pour le gradient thermique de la troposphère, la température baisse en moyenne avec l'altitude dans cette couche basse de l'atmosphère. Cette même valeur de référence, 6,5°C par 1000 m, peut aussi s'exprimer pour des tranches de 100 m : il suffit de diviser par dix, ce qui donne 0,65°C tous les 100 mètres.

Une inversion de température est une situation où, contrairement à ce qui se passe habituellement dans la troposphère, la température augmente avec l'altitude au lieu de baisser (car de l'air froid reste piégé près du sol sous une couche d'air plus chaud). Donc si l'on monte à l'intérieur de cette couche d'inversion, on traverse justement cet air de plus en plus chaud : la température s'élève au fur et à mesure de la montée, à l'inverse de ce qu'on observerait ailleurs dans l'atmosphère.

L'air chaud peut contenir de la vapeur d'eau invisible, mais sa capacité à la retenir diminue quand il se refroidit, un peu comme une éponge qui finit par ne plus pouvoir absorber d'eau. Le point de rosée est la température à laquelle, en refroidissant, l'air atteint sa limite de saturation en vapeur d'eau : au-delà, cette vapeur excédentaire se condense en minuscules gouttelettes, formant de la rosée sur le sol ou du brouillard dans l'air.

Comme pour le maximum de température (retard dû à l'accumulation de chaleur bien après le zénith, le moment où le soleil est au plus haut), le sol atteint sa température la plus élevée non pas à midi solaire mais un peu plus tard, quand l'apport de chaleur solaire finit par redevenir inférieur aux pertes. C'est pourquoi, par ciel toujours dégagé, la température maximale au sol est généralement relevée en milieu d'après-midi.

Pour pouvoir comparer les performances des avions et étalonner les instruments (comme l'altimètre) de façon identique partout dans le monde, on a défini une atmosphère de référence fictive appelée atmosphère type ou atmosphère standard. Dans cette atmosphère conventionnelle, la température au niveau de la mer est fixée par convention à +15°C.

Le gradient thermique standard de la troposphère (6,5°C tous les 1000 m dans le système métrique) peut aussi s'exprimer en pieds (ft), l'unité d'altitude très utilisée en aéronautique. Converti dans cette unité, ce même taux de décroissance moyen de la température correspond à environ 2°C par tranche de 1000 ft.

Le rayonnement solaire traverse l'atmosphère sans beaucoup la réchauffer directement, un peu comme le soleil qui traverse une vitre sans trop chauffer l'air d'une pièce, mais il chauffe efficacement le sol qu'il touche. Le sol réchauffé transmet ensuite sa chaleur à l'air directement à son contact par conduction (transfert de chaleur par contact direct), puis cet air chaud, devenu plus léger, s'élève et brasse la chaleur vers le haut par convection (mouvement de l'air chaud qui monte, comme au-dessus d'un radiateur). C'est donc bien la conduction puis la convection, et non le rayonnement direct, qui réchauffent principalement les basses couches de l'atmosphère.

Une masse d'air est un grand volume d'air aux caractéristiques homogènes de température et d'humidité. Quand une particule de cette masse est soulevée (par le relief, un courant ascendant, etc.), elle se refroidit en montant, tout comme l'air ambiant qui l'entoure, mais pas forcément à la même vitesse. Si cette particule se refroidit moins vite que l'air environnant, elle reste plus chaude, donc plus légère que son environnement, et continue de monter toute seule, un peu comme une bulle d'air chaud dans une montgolfière : c'est ce qu'on appelle l'instabilité.

En atmosphère standard, la température de référence baisse d'environ 2°C tous les 1000 ft depuis +15°C au niveau de la mer. À 3000 ft, on a donc retranché environ trois fois 2°C, ce qui donne une température de +9°C.

L'atmosphère standard fixe une température de +15°C au niveau de la mer, qui décroît ensuite régulièrement avec l'altitude selon le gradient thermique standard jusqu'à la tropopause, la limite supérieure de la troposphère, située vers 11000 m. À cette altitude, la température de référence atteint -56,5°C, avant de rester ensuite quasiment constante dans la couche suivante (la stratosphère).

Une perturbation est une dépression (zone de basse pression, associée à du mauvais temps) qui naît, se développe puis se dissipe progressivement, un peu comme une vague qui grossit avant de s'affaisser. Aux latitudes tempérées (comme la France), sur l'océan, ce cycle de vie complet dure typiquement entre 3 et 6 jours.

Une masse d'air est un grand volume d'air homogène en température et en humidité. Quand deux masses d'air aux caractéristiques différentes se rencontrent, elles ne se mélangent pas immédiatement, un peu comme de l'huile et de l'eau : une zone de transition les sépare. Cette zone de contact entre les deux masses d'air, dans les trois dimensions de l'espace, est appelée surface frontale (le front étant simplement son intersection avec le sol).

Une perturbation typique associe un front chaud à l'avant et un front froid à l'arrière, qui délimitent entre eux une zone d'air chaud, comme une pointe insérée entre deux masses d'air plus froides. Cette zone d'air chaud, comprise entre le front chaud et le front froid, est appelée le secteur chaud.

La traîne est la zone qui suit le passage du front froid d'une perturbation, envahie par de l'air froid et instable (l'air y monte facilement, formant des nuages à développement vertical). Cet air instable forme des nuages cumuliformes (cumulus, cumulonimbus, en forme de choux-fleurs), qui donnent des averses entrecoupées d'éclaircies bien dégagées, avec une bonne visibilité entre les averses. L'instabilité de l'air génère aussi de la turbulence, ressentie en vol.

Une perturbation comporte un front froid qui pousse de l'air froid vers l'avant. Derrière lui, un second front d'air encore plus froid (« l'air froid postérieur ») peut avancer plus vite que le premier (« l'air froid antérieur ») et finir par le rattraper, en soulevant tout l'air chaud du secteur chaud au-dessus du sol. Ce rattrapage entre les deux masses d'air froid est appelé occlusion.

Une occlusion se forme quand l'air froid postérieur d'une perturbation rattrape l'air froid antérieur, soulevant au passage tout l'air chaud restant. Quand cet air chaud soulevé est encore riche en humidité, l'occlusion reste dite active : elle génère une nébulosité importante et des précipitations, contrairement à une occlusion en fin de vie qui s'affaiblit et devient moins active.

La traîne, zone à l'arrière du front froid, est envahie par une masse d'air froid et instable (l'air s'y refroidit moins vite en montant que l'air environnant, donc il continue de s'élever facilement). C'est cette instabilité qui favorise le développement vertical des nuages cumuliformes (cumulus, cumulonimbus) caractéristiques de la traîne.

Un front froid marque l'arrivée d'une masse d'air froid qui repousse l'air chaud précédent. Son passage se traduit logiquement par une chute de la température au sol. Par ailleurs, l'air froid étant plus dense (plus lourd) que l'air chaud, son arrivée s'accompagne d'une remontée de la pression atmosphérique.

Un front froid instable correspond à de l'air froid qui s'enfonce brutalement sous l'air chaud et le soulève violemment, un peu comme une pelle qui glisse sous un tas de neige et le projette en l'air. Ce soulèvement rapide favorise la formation de nuages à fort développement vertical (cumulonimbus), porteurs d'orages et d'averses parfois violentes de pluie ou de grêle. La bruine et le brouillard, au contraire, sont plutôt associés à des situations stables avec un soulèvement lent et régulier, ce qui exclut les propositions 1 et 4.

Une occlusion se produit lorsque le front froid d'une perturbation, plus rapide, finit par rattraper le front chaud qui le précède : l'air froid postérieur (derrière le front froid) rejoint alors l'air froid antérieur (devant le front chaud, à l'avant de la perturbation), soulevant entre les deux tout l'air chaud du secteur chaud.

Le passage d'un front froid se reconnaît à plusieurs signes concordants : le vent tourne, car l'écoulement de l'air change de direction avec l'arrivée de la nouvelle masse d'air, et si celle-ci est instable, on observe orages et averses parfois violentes (grêle). Ici, la rotation du vent du sud-ouest vers le nord-ouest ainsi que la présence d'orages et d'averses de grêle sont typiques d'un front froid actif, avec une masse d'air instable derrière lui : c'est donc un front froid instable.

En été, le jour, un continent se réchauffe fortement sous l'effet du soleil, ce qui rend l'air à la surface plus instable qu'au-dessus de la mer. Quand une perturbation aborde la côte, cette instabilité renforcée par le réchauffement du sol favorise le déclenchement d'orages dans le secteur chaud (élément 1) et aide aussi à dissiper les brouillards qui pouvaient s'y trouver, l'air se réchauffant et pouvant retenir davantage d'humidité sans qu'elle condense (élément 3). Les éléments 2 et 4 (plus de bruine, moins de turbulence en traîne) correspondraient plutôt à un affaiblissement, ce qui ne colle pas avec l'effet du réchauffement continental estival.

Un front chaud correspond à de l'air chaud qui avance et grimpe lentement par-dessus l'air froid qu'il rencontre, un peu comme une rampe douce (l'air chaud, plus léger, glisse au-dessus sans s'enfoncer brutalement). Ce soulèvement lent et régulier, typique d'une situation stable, produit des précipitations faibles et continues comme la bruine, ainsi que du brouillard formé par l'humidité qui stagne près du sol. La rotation du vent du sud vers le sud-ouest accompagne ce changement de masse d'air : l'ensemble de ces indices signale le passage d'un front chaud stable.

Après le passage d'un front froid instable, on se trouve dans la traîne, la zone d'air froid et instable qui suit le front. Cette instabilité favorise la formation de nuages cumuliformes isolés à développement vertical, comme des cumulonimbus, séparés par de larges éclaircies : c'est le ciel de traîne typique qu'on peut donc rencontrer en volant vers l'ouest après le passage du front.

Sur cette coupe verticale, on voit de l'air chaud stable (+30°C) soulevé par-dessus deux masses d'air froid distinctes : de l'air froid (+20°C côté sol à gauche) et de l'air très froid (+10°C à droite), qui se rejoignent en un point où l'air chaud se retrouve totalement pincé entre les deux, ce qui est la signature d'une occlusion. Selon que c'est la structure de type front froid (à l'arrière) ou de type front chaud (à l'avant, avec ses nuages hauts Ci, Cs puis As, Ns qui s'abaissent progressivement) qui domine le comportement de l'occlusion, on parle d'occlusion à caractère de front froid ou, comme ici, à caractère de front chaud.

Une masse d'air est un grand volume d'air aux propriétés homogènes (température, humidité). Quand deux masses d'air différentes se touchent, elles restent distinctes et sont séparées par une zone de transition en trois dimensions appelée surface frontale, dont l'intersection avec le sol dessine le front que l'on voit sur les cartes météo.

L'arrivée d'un front chaud se traduit par un abaissement et un épaississement progressifs de la couche nuageuse, car l'air chaud grimpe très lentement et régulièrement par-dessus l'air froid qu'il rencontre, un peu comme une rampe douce et longue. On observe donc d'abord les nuages les plus hauts et fins (cirrus, puis cirrostratus), qui annoncent le front encore loin, puis des nuages de plus en plus bas et épais (altostratus, puis nimbostratus, porteurs de précipitations) à mesure que le front se rapproche : cette séquence caractéristique signale l'arrivée d'un front chaud stable.

Un front chaud avance en glissant très lentement au-dessus de l'air froid qu'il repousse, comme une rampe à très faible pente qui peut s'étendre sur plusieurs centaines de kilomètres. Comme cette pente est longue et douce, les nuages les plus hauts de cette rampe (les cirrus) sont visibles bien avant l'arrivée du front, alors qu'il est encore loin. C'est donc l'apparition de nuages d'abord hauts, qui s'abaissent ensuite progressivement, qui permet d'anticiper l'approche d'un front chaud.

Les perturbations (dépressions associées à des fronts) qui traversent les latitudes tempérées comme la France se déplacent en général à une vitesse moyenne de l'ordre de 25 nœuds (kt, unité de vitesse utilisée en aéronautique et en météo marine, environ 46 km/h).

La traîne est la zone qui se situe juste derrière le front froid d'une perturbation, envahie par de l'air froid et instable une fois ce front passé. C'est donc bien la zone qui s'étend à l'arrière du front froid.

Une perturbation est un système météorologique de grande taille, associé à une dépression et à des fronts, qui s'étend sur plusieurs centaines de kilomètres. Une telle échelle correspond typiquement à celle d'un pays ou même d'un continent, et non à celle d'une simple ville ou de quelques départements, bien trop petites pour ce type de phénomène : les réponses correctes sont donc 1 (un pays) et 4 (un continent).

Un front chaud stable est caractérisé par un soulèvement lent et régulier de l'air chaud par-dessus l'air froid, ce qui donne des précipitations douces et continues (bruine, pluies faibles) plutôt que des averses violentes. Une fois ce front passé, on entre dans le secteur chaud, où ce type de précipitations faibles et continues peut encore se prolonger un moment avant de cesser complètement.

Un ciel de traîne active correspond à une traîne où l'air froid est particulièrement instable, ce qui favorise fortement le développement vertical des nuages. On y observe donc des cumulus (nuages à développement vertical modéré) et des cumulonimbus (nuages orageux à fort développement vertical), à l'origine d'averses parfois soutenues, entrecoupées de belles éclaircies.

Une perturbation d'ouest active est une perturbation bien développée qui traverse la France d'ouest en est. Le passage de son front chaud se manifeste par plusieurs signes liés au remplacement progressif de l'air froid par de l'air chaud plus humide : des précipitations qui durent dans le temps (car le soulèvement de l'air chaud est lent et régulier), une rotation du vent qui passe du secteur Sud vers l'Ouest (car l'écoulement autour de la dépression change avec l'arrivée de la nouvelle masse d'air), une pression qui cesse de chuter ou qui baisse plus doucement (car on quitte la zone de creux dépressionnaire la plus marquée), et une hausse du point de rosée (car l'air chaud qui arrive est plus chargé en humidité, donc ce seuil de condensation grimpe).

Un altimètre ne mesure pas directement l'altitude : il mesure la pression atmosphérique autour de l'avion et la convertit en une indication d'altitude selon une loi standard. Or la façon dont la pression diminue avec l'altitude dépend de la température de l'air : dans l'air froid, plus dense, les niveaux de pression sont plus resserrés près du sol, tandis que dans l'air chaud, plus léger, ils sont plus étalés en hauteur. Un avion qui vole en maintenant une indication d'altimètre constante suit donc en réalité une surface de pression constante (une surface isobare), et sa trajectoire réelle par rapport au sol va monter ou descendre selon que l'avion traverse de l'air plus chaud ou plus froid que prévu : sa trajectoire réelle dépend donc de la température de la masse d'air traversée.

La troposphère est la couche basse de l'atmosphère où on vole et où se forme la météo (nuages, pluie, vent) ; plus on y monte, plus il fait froid, en général d'environ 2°C tous les 1000 pieds. La tropopause est le "plafond" de cette couche : c'est le niveau où cette baisse de température s'arrête, marquant le début de la stratosphère. Sous nos latitudes tempérées (Europe), ce plafond se situe en moyenne vers 11 000 m (environ 36 000 ft) — plus bas près des pôles, plus haut vers l'équateur.

L'air est un gaz compressible : en altitude, il y a moins de molécules d'air empilées au-dessus de vous, donc moins de poids et donc moins de pression, un peu comme au fond d'une pile de couvertures où celle du dessous est plus tassée que celle du dessus. Comme la pression diminue avec l'altitude, les molécules d'air se dispersent davantage, donc la densité (la quantité de masse d'air par unité de volume) diminue aussi. Dans la troposphère la température baisse également en montant, si bien que densité, pression et température diminuent toutes les trois avec l'altitude.

Quand le soleil chauffe le sol, celui-ci réchauffe l'air juste au-dessus de lui ; cet air devient alors plus léger (moins dense) et se met à monter, un peu comme les bulles d'air chaud qu'on voit trembloter au-dessus d'une route goudronnée en été. Ce mouvement vertical de l'air, provoqué par un réchauffement venu du sol, porte le nom de convection ; c'est ce mécanisme qui donne naissance aux cumulus et, dans les cas les plus intenses, aux orages.

La convection est le mouvement vertical de l'air qui se produit lorsque l'air proche du sol se réchauffe et devient plus léger que l'air environnant, un peu comme une montgolfière qui s'élève dès que l'air à l'intérieur est chauffé. C'est précisément le réchauffement diurne du sol (par le soleil pendant la journée) qui déclenche ce phénomène, en chauffant l'air à son contact et en le faisant s'élever.

Le Soleil réchauffe directement la Terre par rayonnement : ses rayons traversent l'atmosphère sans trop la chauffer, un peu comme le soleil qui chauffe le capot d'une voiture en passant à travers l'air. Le sol, une fois chaud, réchauffe ensuite l'air à son contact par conduction (transfert de chaleur par contact direct, comme une plaque chaude qui réchauffe une casserole posée dessus) ; cet air chauffé devient plus léger et s'élève, brassant la chaleur vers le haut par convection. C'est donc la combinaison conduction (au ras du sol) puis convection (transport vertical) qui réchauffe les basses couches de l'atmosphère.

La troposphère est la couche de l'atmosphère où se produisent les phénomènes météo et où évoluent les avions légers ; son épaisseur varie avec la latitude, plus fine près des pôles et plus épaisse vers l'équateur. Au-dessus de l'Europe, aux latitudes tempérées, elle s'étend de la surface jusqu'à environ 11 km d'altitude, là où commence la stratosphère (la tropopause).

Un anticyclone est une zone de hautes pressions où l'air descend (subsidence) au lieu de monter ; cet air qui s'affaisse se réchauffe et s'assèche en descendant, ce qui empêche la formation de nuages épais. En été, cette situation se traduit typiquement par des nuits claires (donc un fort refroidissement nocturne, faute de nuages pour retenir la chaleur) et des journées ensoleillées où, au pire, quelques petits cumulus se forment à cause du simple réchauffement du sol.

L'air chaud peut contenir davantage de vapeur d'eau que l'air froid, un peu comme une éponge chaude qui absorbe plus d'eau qu'une éponge froide et raide. Donc à pression constante, si la température de l'air baisse, sa capacité à retenir la vapeur d'eau diminue elle aussi ; poussé plus loin, ce refroidissement mène à la condensation de cette vapeur en excès, c'est-à-dire à la formation de nuages, de buée ou de rosée.

Dans une atmosphère stable, une bulle d'air qui s'élève légèrement a tendance à retomber à son niveau d'origine au lieu de continuer à monter d'elle-même, un peu comme une bille qui revient au fond d'un bol après une petite poussée. Les nuages qui s'y forment ont donc peu de développement vertical : ils s'étalent en couches aplaties, avec des contours flous et imprécis, car l'air ne "bouillonne" pas assez pour dessiner des formes nettes.

Les cartes de vents prévus en altitude indiquent, pour chaque point et chaque niveau de vol, la direction d'où souffle le vent grâce à une flèche munie de petites barbules, et sa vitesse en nœuds (chaque trait long vaut 10 kt, chaque trait court 5 kt). Il suffit donc de repérer le symbole placé au voisinage de Bruxelles au niveau de vol 100 (environ 10 000 ft) et de décoder son orientation et ses barbules ; ici la lecture donne un vent du nord soufflant à 20 kt.

Ces mêmes cartes de vents et températures prévus indiquent aussi, à côté du symbole de vent, la température attendue à ce niveau de vol (chiffre précédé d'un signe + ou -). Dans la zone cerclée autour de Poitiers, le symbole tracé au niveau de vol 20 (environ 2000 ft) montre un vent d'est, ses barbules donnant une vitesse de 20 kt, avec une température associée de 10°C à ce niveau.

Sur ces cartes de vents prévus, la flèche indique par son orientation la direction vers laquelle le vent souffle (donc la direction opposée d'où il vient) et par ses barbules sa force en nœuds. Entre Lyon et Marseille, au niveau de vol 50 (environ 5000 ft), le symbole tracé sur la carte se lit comme un vent venant du sud, avec des barbules représentant 25 kt.

À l'inverse d'une atmosphère stable, une atmosphère instable laisse une bulle d'air qui s'élève continuer à monter toute seule, car elle reste plus chaude (donc plus légère) que l'air qui l'entoure, un peu comme une montgolfière qui continue de s'élever tant que l'air à l'intérieur reste chaud. Les nuages qui s'y développent ont donc un fort développement vertical, avec des contours nets et de nombreux bourgeonnements en forme de choux-fleurs (protubérances), typiques des cumulus bourgeonnants et des cumulonimbus.

Quand un vent fort souffle contre une chaîne de montagnes, l'air est forcé de monter puis de redescendre en une série d'ondulations régulières en aval du relief, un peu comme l'eau d'une rivière forme des vagues stationnaires derrière un rocher : c'est ce qu'on appelle un écoulement ondulatoire, ou onde orographique. Au sommet de chacune de ces ondes, là où l'air atteint son point le plus haut et se refroidit assez pour que sa vapeur d'eau condense, se forme un nuage lenticulaire, reconnaissable à sa forme de lentille ou d'amande bien nette, immobile malgré le vent fort qui le traverse continuellement ; c'est ce nuage-là, détaché du relief et situé dans la crête de l'onde, qui est repéré en position 1 sur le schéma.

L'air ne peut contenir qu'une quantité limitée de vapeur d'eau, et cette limite dépend de sa température : plus l'air est chaud, plus il peut en contenir, un peu comme une éponge qui absorbe plus d'eau à chaud qu'à froid. À pression constante, si l'on refroidit une masse d'air, elle finit par atteindre une température où elle ne peut plus retenir toute sa vapeur d'eau, qui se met alors à précipiter en fines gouttelettes ; cette température particulière est appelée le point de rosée.

Le plafond nuageux (ceiling) correspond à la hauteur de la base de la couche nuageuse la plus basse qui couvre une portion significative du ciel, et non pas un simple nuage isolé qui laisserait le ciel largement dégagé. Les codes utilisés dans les messages météo aéronautiques pour décrire la quantité de nuages, du moins couvert au plus couvert, sont FEW (1-2 octas), SCT (3-4 octas), BKN (5-7 octas) et OVC (8 octas, ciel totalement couvert) ; le plafond n'est donc défini qu'à partir du moment où la nébulosité atteint au moins BKN, c'est-à-dire plus de la moitié du ciel couvert.

Un cumulonimbus (Cb) est un nuage d'orage caractérisé par un développement vertical considérable et par des courants d'air très puissants, à la fois ascendants et descendants, à l'intérieur du nuage. Ces courants violents génèrent du cisaillement de vent (changement brutal de direction ou de vitesse du vent) et de la turbulence, tandis que les gouttes d'eau brassées en son sein peuvent geler en grêlons, les frottements électriques produisent de la foudre, et l'intensité des courants donne de la pluie violente. Le brouillard, en revanche, est un phénomène de basses couches lié au sol et non une conséquence directe du Cb, ce qui explique que seules les réponses 1, 3, 4, 5 et 6 soient retenues.

Plus un nuage présente un développement vertical important, avec un sommet bourgeonnant qui monte haut et vite (signe d'une forte instabilité et de courants ascendants puissants), plus il est dangereux pour un aéronef : turbulence violente, givrage, grêle, foudre et rafales y sont associés. Sur la planche de photos, le nuage numéro 1 est celui dont le sommet présente le développement vertical le plus marqué et l'aspect le plus tourmenté, révélateur d'un cumulonimbus actif ; c'est donc lui qui représente le plus grand danger pour un vol.

Un nuage stratiforme se forme dans une atmosphère stable : il s'étale horizontalement en une couche uniforme, avec un sommet plat et peu de relief, sans bourgeonnement vertical, contrairement aux nuages cumuliformes qui se développent en hauteur avec des contours en choux-fleurs. Sur la planche de photos, c'est le nuage numéro 2, étalé en une couche plane et régulière sans relief marqué, qui correspond à ce type stratiforme.

Les cirrus se forment très haut dans l'atmosphère, généralement au-dessus de 6000-7000 m, là où il fait si froid que l'eau se trouve directement sous forme de cristaux de glace plutôt que de gouttelettes liquides. Ces cristaux de glace, étirés par les vents violents qui soufflent à cette altitude, donnent au cirrus son aspect caractéristique de fins filaments blancs et fibreux, peu épais, qu'on observe souvent balayer le ciel par temps calme et dégagé.

Quand une masse d'air monte dans l'atmosphère, elle arrive dans des zones où la pression est plus faible et se dilate donc, un peu comme un ballon gonflable qui grossit à mesure qu'on l'élève en altitude. Cette dilatation se fait sans échange de chaleur avec l'air environnant (on parle de détente "adiabatique"), et se dilater demande de l'énergie que l'air prend sur sa propre chaleur : la masse d'air se refroidit donc en montant, et si elle monte assez pour atteindre son point de rosée, la vapeur d'eau qu'elle contient se condense et forme un nuage.

La règle de Buys-Ballot décrit le sens dans lequel le vent tourne autour des centres de hautes et basses pressions, sous l'effet de la force de Coriolis liée à la rotation de la Terre. Dans l'hémisphère Nord, l'air est dévié vers la droite de son mouvement, ce qui fait que le vent circule dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'un anticyclone (haute pression), et dans le sens inverse (antihoraire) autour d'une dépression (basse pression).

Dans l'hémisphère Sud, la force de Coriolis dévie l'air vers la gauche de son mouvement au lieu de la droite comme dans l'hémisphère Nord, ce qui inverse le sens de rotation du vent autour des centres de pression. Le vent y circule donc dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'une dépression, et dans le sens inverse (antihoraire) autour d'un anticyclone.

Les isobares sont les lignes qui relient sur une carte les points de même pression. En altitude, loin du frottement du sol qui freine et dévie le vent près de la surface, le vent atteint un équilibre entre la force qui le pousse des hautes vers les basses pressions et la force de Coriolis qui le dévie sur le côté ; cet équilibre fait qu'il finit par souffler parallèlement aux isobares plutôt que de les traverser.

En altitude, plutôt que des cartes de pression au sol, on utilise des cartes de vents et températures prévus qui représentent des isohypses : ce sont les lignes reliant les points où une même pression se trouve à la même altitude, l'équivalent en altitude des isobares au sol. Comme en altitude le vent souffle parallèlement aux lignes d'égale pression (loin du frottement du sol), sa direction suit, c'est-à-dire est tangente à, ces isohypses.

Sur ces cartes de vents en altitude, l'écartement entre les isohypses traduit l'intensité du gradient de pression, c'est-à-dire la vitesse à laquelle la pression change dans l'espace, un peu comme des courbes de niveau resserrées sur une carte routière indiquent une pente raide. Plus les isohypses sont resserrées les unes contre les autres, plus ce gradient est fort, et plus le vent qui en résulte souffle avec intensité.

Quand une masse d'air humide portée par une perturbation rencontre une chaîne de montagnes, elle est forcée de s'élever pour franchir le relief. En montant, elle se refroidit par détente adiabatique jusqu'à ce que sa vapeur d'eau se condense, ce qui intensifie les nuages et les précipitations sur le versant "au vent" (celui directement exposé au vent), avant que l'air, redescendant de l'autre côté, ne s'assèche et se réchauffe.

Sur ces cartes de vents prévus, chaque symbole indique par son orientation la direction d'où souffle le vent, et par ses barbules sa vitesse en nœuds. Entre Orléans et Bourges, au niveau de vol 20 (environ 2000 ft), le symbole tracé sur la carte se lit comme un vent d'est de 15 kt.

C'est une application directe de la règle de Buys-Ballot dans l'hémisphère Nord : le vent tourne dans le sens antihoraire autour d'une dépression et dans le sens horaire autour d'un anticyclone. Si vous ressentez un vent qui souffle du sud, cela signifie concrètement que l'air circule en tournant dans le sens antihoraire autour d'un centre situé plus à l'ouest (une dépression) et dans le sens horaire autour d'un centre situé plus à l'est (un anticyclone), comme le montre le schéma où, entre le D à gauche et le A à droite, les deux circulations se combinent justement pour produire un vent du sud à l'endroit de l'avion.

L'Ile de la Réunion est située dans l'hémisphère Sud (21°S). Or, comme le décrit la règle de Buys-Ballot, le sens de rotation du vent autour des centres dépressionnaires y est inversé par rapport à l'hémisphère Nord : les dépressions (et donc les cyclones tropicaux) tournent dans le sens des aiguilles d'une montre (sens horaire).

Un cumulonimbus (Cb) se développe quand l'air est instable et fortement soulevé, en particulier quand de l'air froid vient percuter et soulever brutalement de l'air plus chaud et humide. C'est exactement ce qui se produit dans une traîne active (air froid et instable qui suit le passage d'un front froid, avec de fortes averses), lors d'un front froid secondaire (petit front froid additionnel très actif dans une traîne) ou lors d'un front froid instable (où l'air froid soulève violemment l'air chaud) : ce sont donc les situations 1, 3 et 5, contrairement à un front chaud stable ou une rentrée maritime de stratus qui, eux, correspondent à un temps calme sans soulèvement brutal.

Un orage a besoin de trois ingrédients : de l'humidité, un air instable (qui laisse une bulle d'air continuer à monter d'elle-même une fois soulevée) et un mécanisme déclenchant cette ascension. Une masse d'air instable (2) remplit la première condition, tandis qu'une forte convection provoquée par de l'air froid et humide arrivant sur un sol chaud (3) ou le soulèvement brutal causé par un front froid secondaire (4) fournissent ce déclencheur. À l'inverse, une inversion de température "bloque" l'air en hauteur et empêche justement son ascension, et l'arrivée de stratus correspond à un temps stable, ce qui explique pourquoi ces deux propositions ne favorisent pas les orages.

La brise de mer est un vent local qui souffle de la mer vers la terre en journée, car le sol se réchauffe beaucoup plus vite que l'eau sous l'effet du soleil : l'air au-dessus de la terre monte alors par convection, et l'air plus frais venu de la mer vient combler ce vide. Ce mécanisme a besoin d'un fort ensoleillement direct sur le sol pour bien fonctionner, ce qui suppose un ciel dégagé à peu nuageux en journée ; des nuages abondants réduiraient le réchauffement du sol et donc affaibliraient la brise.

Quand une masse d'air humide est forcée de franchir un relief, elle monte, se refroidit et perd son humidité sous forme de précipitations sur le versant "au vent" (celui exposé au vent). Une fois passée de l'autre côté, sur le versant "sous le vent", cet air désormais plus sec redescend et se réchauffe plus vite qu'il ne s'était refroidi à la montée, car l'air sec se réchauffe plus rapidement en descendant que l'air humide ne se refroidit en montant ; ce vent chaud et sec caractéristique porte le nom d'effet de Foehn.

Ce type de brouillard se forme quand le sol, par ciel clair, perd sa chaleur par rayonnement vers l'espace pendant la nuit (rien ne la retient, contrairement à un ciel couvert qui agit comme une couverture), ce qui refroidit l'air juste au-dessus jusqu'à ce que la vapeur d'eau qu'il contient se condense en minuscules gouttelettes. Un vent très faible est nécessaire pour que cet air refroidi reste stagnant près du sol sans être brassé et dispersé ; c'est pourquoi ce brouillard, dit "de rayonnement", apparaît typiquement en fin de nuit par ciel clair et vent quasi nul.

L'effet de Foehn désigne le processus par lequel une masse d'air humide, en franchissant un relief montagneux, perd son humidité par précipitations sur le versant au vent, puis redescend de l'autre côté en se réchauffant et en s'asséchant davantage. C'est donc bien cet assèchement de la masse d'air, provoqué par le passage du relief, que décrit l'effet de Foehn.

La nuit, en l'absence de soleil, ce sont les versants des montagnes (directement en contact avec l'air libre) qui perdent leur chaleur par rayonnement le plus rapidement, se refroidissant plus vite que l'air situé au fond de la vallée. L'air froid, donc plus dense, qui se forme le long des pentes se met alors à glisser vers le bas, un peu comme de l'eau qui coule le long d'une pente, ce qui crée un vent descendant appelé brise de vallée descendante (ou brise de montagne).

L'effet de Foehn est le résultat de l'assèchement et du réchauffement d'une masse d'air humide lorsqu'elle est contrainte de franchir un relief : elle perd son eau par précipitations en montant sur le versant au vent, puis se réchauffe en redescendant sur le versant sous le vent, plus sèche qu'au départ.

Contrairement au brouillard de rayonnement qui se forme sur place par refroidissement nocturne du sol, le brouillard d'advection apparaît quand une masse d'air déjà humide (ici, de l'air maritime) est transportée horizontalement par le vent au-dessus d'une surface plus froide qu'elle, par exemple un sol refroidi. Le contact avec cette surface froide refroidit l'air jusqu'à ce que sa vapeur d'eau se condense en brouillard ; comme ce brouillard est "apporté" par un déplacement d'air (d'où le nom advection), il peut se former à toute heure, contrairement au brouillard de rayonnement qui est plutôt nocturne.

En météorologie aéronautique, on distingue le brouillard et la brume par la visibilité horizontale qu'ils laissent au sol. Le brouillard réduit la visibilité en dessous de 1 km, tandis que la brume, un voile plus léger de fines gouttelettes d'eau en suspension, correspond à une visibilité intermédiaire, comprise entre 1 km et 5 km.

Le jour, les versants d'une montagne, directement exposés au soleil, s'échauffent plus vite que l'air situé au fond de la vallée, souvent encore à l'ombre ou moins exposé. Cet air plus chaud le long des pentes devient plus léger et se met à monter le long du versant, créant un vent ascendant appelé brise de vallée montante, phénomène inverse de la brise descendante nocturne.

Le cumulonimbus (Cb) est le nuage d'orage, un immense nuage vertical parcouru par des courants d'air très violents montants et descendants. Cette agitation interne produit plusieurs dangers directs : la grêle (des grains de glace formés et transportés par les courants ascendants), une forte turbulence, un cisaillement de vent (changement brutal de force ou de direction du vent) et la foudre. Le brouillard, lui, est un phénomène de basse couche lié à un air calme et stable, l'exact opposé de l'agitation d'un Cb : il n'a donc rien à voir avec ce nuage.

Une brise est un vent local créé par la différence de vitesse de réchauffement entre la terre et la mer, un peu comme le sable d'une plage qui devient brûlant au soleil alors que l'eau reste fraîche. Le jour, le sol se réchauffe beaucoup plus vite que l'eau de mer ; l'air chaud au-dessus de la terre monte, créant une petite dépression qui aspire l'air plus frais et plus dense venant de la mer vers les terres. C'est ce courant d'air de la mer vers la terre, qui s'installe donc en journée, que l'on appelle la brise de mer.

Les cartes TEMSI (temps significatif) utilisent un langage de symboles normalisés pour représenter, en un coup d'œil, les phénomènes météo dangereux prévus sur une zone : orages, turbulence, et givrage (formation de glace sur l'avion) selon différentes intensités. Le givrage est particulièrement surveillé car la glace qui se dépose sur les ailes ou l'hélice détériore la portance et alourdit l'appareil. Dans l'annexe, le symbole entouré fait partie de cette famille de pictogrammes de givrage et correspond, selon le code TEMSI, à un givrage faible, c'est-à-dire une accumulation de glace lente et de faible intensité.

Le cumulonimbus concentre presque tous les dangers météo pour un avion léger : turbulence violente, grêle, cisaillement de vent et foudre, aussi bien à l'intérieur qu'à proximité immédiate du nuage. Se poser ou décoller alors qu'un Cb est juste au-dessus du terrain expose donc l'avion à ces phénomènes au moment le plus critique du vol. La solution est d'attendre en orbite à distance de sécurité que la cellule orageuse, qui se déplace généralement assez vite, s'éloigne du terrain avant d'entamer l'approche.

Un orage a besoin d'air instable qui monte fortement : c'est le principe de la convection, comme l'air chaud qui s'élève au-dessus d'un radiateur. L'orage dit thermique est justement entretenu par cette convection : le soleil chauffe le sol toute la journée, l'air proche du sol s'échauffe et devient de plus en plus instable, jusqu'à s'élever violemment et former un cumulonimbus. Comme il faut plusieurs heures de chauffe solaire pour atteindre ce point, ce type d'orage est surtout observé l'été, en fin d'après-midi, quand le sol a accumulé le maximum de chaleur.

À l'intérieur d'un cumulonimbus, l'air orageux est traversé simultanément par de puissants courants ascendants et descendants qui s'entrechoquent. Cette agitation interne se traduit, une fois l'air ressorti du nuage, par des vents extrêmement instables : la direction peut changer de manière très brutale, jusqu'à s'inverser complètement (variation possible de 180°), et la vitesse varie tout aussi fortement avec de fortes rafales. C'est cette imprévisibilité du vent, plus que sa force moyenne, qui rend le voisinage d'un orage si dangereux pour un avion.

Un cumulonimbus isolé, bien identifiable visuellement, peut être évité en le contournant largement, ce qui permet théoriquement de continuer le vol sans traverser les zones dangereuses du nuage (turbulence, grêle, cisaillement). En revanche, si les Cb sont nombreux, alignés en ligne ou masqués par d'autres nuages, il devient impossible de les contourner tous en toute sécurité. Le vol à proximité de cumulonimbus n'est donc envisageable que lorsque les cellules sont isolées et que l'on maintient une distance de contournement suffisante, jamais en les traversant.

Quand une masse d'air chargée d'humidité rencontre une montagne, elle est forcée de s'élever le long du relief, en suivant la pente comme sur une rampe. En montant, cet air se refroidit, et la vapeur d'eau qu'il contient finit par se condenser en minuscules gouttelettes, formant un nuage. Ce nuage, appelé nuage orographique, se forme donc au-dessus ou juste sous le vent du relief, à cause de ce soulèvement mécanique de l'air humide.

Un orage ne surgit pas d'un coup : il suit une évolution progressive à partir de petits cumulus qui grossissent au fil de la journée sous l'effet du réchauffement du sol. Quand ces cumulus continuent de se développer verticalement et prennent une allure bourgeonnante et imposante, on parle de cumulus congestus, un stade juste avant le cumulonimbus. Observer des cumulus congestus en fin d'après-midi d'été, moment où le sol a accumulé le plus de chaleur, est donc un signe fiable qu'un orage est en train de se former.

Le cumulonimbus est un nuage extrêmement dangereux à tous les niveaux, aussi bien à l'intérieur qu'autour de lui : c'est pour cela qu'on doit toujours le contourner largement plutôt que de le traverser ou de passer juste en dessous. Il produit de la turbulence directement sous le nuage à cause des courants descendants violents, mais aussi de la turbulence à proximité, en dehors du nuage lui-même. À cela s'ajoutent le givrage (formation de glace en altitude, dans la partie froide du nuage), la grêle et la foudre : les cinq dangers sont donc tous présents.

Le METAR utilise des codes abrégés pour décrire l'état du ciel, et la visibilité horizontale y est classée selon des seuils précis reconnus internationalement. Le code BR signifie brume ('mist' en anglais), un phénomène où de fines gouttelettes d'eau en suspension réduisent la visibilité sans la faire chuter aussi bas qu'un brouillard. Par convention, la brume correspond à une visibilité comprise entre 1 km et 5 km ; en dessous de 1 km, on parlerait de brouillard (FG).

Un orage génère une intense activité électrique (la foudre) qui perturbe les appareils de bord fonctionnant avec des ondes radio ou sensibles aux champs magnétiques, alors que les instruments purement mécaniques ou gyroscopiques n'y sont pas sensibles. La radio est brouillée par des parasites électriques, le radiocompas (ADF) est même attiré à tort vers l'orage car il capte les décharges de foudre comme s'il s'agissait de la balise recherchée, et le compas magnétique peut être dévié par les champs magnétiques créés par les courants de foudre. En revanche, le VOR, l'horizon artificiel, le conservateur de cap (gyroscopiques) et le transpondeur ne fonctionnent pas sur ce principe et restent globalement fiables près d'un orage.

La brise de terre est le phénomène inverse de la brise de mer, lié lui aussi à la différence de vitesse de refroidissement entre le sol et l'eau. La nuit, en l'absence de soleil, la terre perd sa chaleur beaucoup plus vite que la mer, qui garde une température plus stable. L'air au-dessus de la mer, resté plus chaud, a alors tendance à monter légèrement, ce qui aspire l'air plus frais des terres vers le large : c'est cette circulation nocturne, de la terre vers la mer, qu'on appelle la brise de terre.

Le brouillard matinal se forme quand l'air proche du sol se refroidit suffisamment la nuit pour que sa vapeur d'eau se condense, un peu comme la buée qui apparaît sur une vitre froide. Cela nécessite un ciel dégagé (sans nuages pour piéger la chaleur du sol, qui peut alors rayonner librement vers l'espace et se refroidir), un vent faible (pour que l'air froid stagne près du sol sans être brassé) et une forte humidité (pour avoir assez de vapeur d'eau à condenser). Ces trois conditions se retrouvent typiquement en situation anticyclonique, où le temps est calme et stable, ce qui explique la forte probabilité de brouillard matinal dans ce contexte.

Pour qu'un orage se forme, il faut que l'air proche du sol soit instable, c'est-à-dire qu'il ait tendance à s'élever spontanément et de plus en plus vite une fois mis en mouvement, comme une bulle d'air chaud qui continue de monter d'elle-même. On appelle cet air 'air convectif' car il alimente le mouvement vertical (la convection) qui construit le nuage d'orage. Sans cette instabilité de l'air, même avec de l'humidité disponible, les mouvements verticaux restent trop faibles pour donner naissance à un cumulonimbus.

Quand un vent rencontre un relief perpendiculairement, il ne peut pas le traverser et doit contourner l'obstacle en passant par-dessus, comme de l'eau qui remonte le long d'un rocher dans une rivière. Sur la face exposée au vent (au vent), l'air est donc forcé de monter, créant des courants ascendants. Une fois passé le sommet, sur la face opposée (sous le vent), l'air redescend brutalement en suivant la pente, créant cette fois des courants descendants, parfois violents et turbulents.

Contrairement à un vent régulier et stable (dit laminaire, comme un long fleuve calme), l'air brassé par un cumulonimbus orageux est chaotique en raison des courants ascendants et descendants qui s'y opposent violemment. Ces vents sont donc très irréguliers en direction et en vitesse, ce qui produit à la fois du cisaillement de vent (changement brutal sur une courte distance) et de fortes rafales. C'est cette instabilité permanente, à l'opposé d'un écoulement laminaire ou régulier, qui rend ces vents si dangereux pour un avion léger.

Un cumulonimbus purement convectif se forme localement, à un endroit précis où le sol a suffisamment chauffé pour déclencher une ascendance isolée, sans lien avec un front météorologique organisé sur une grande échelle. Contrairement aux orages liés à un front, qui s'alignent souvent en ligne continue sur plusieurs dizaines de kilomètres, ces cellules d'origine purement thermique apparaissent donc comme des nuages isolés les uns des autres. Cela les rend en général bien discernables visuellement, ce qui permet plus facilement de les contourner en vol.

En hiver, l'air au-dessus de la mer est relativement doux et chargé d'humidité comparé à l'air continental. Quand une brise de mer amène cet air humide vers des terres plus froides le matin, l'air se refroidit à son contact, provoquant la condensation de sa vapeur d'eau près du sol. Cela donne naissance à des nuages bas de type stratus et à du brouillard sur les terres, un phénomène assez différent de la brise de mer estivale, généralement associée à un ciel plus dégagé.

Quand le vent souffle perpendiculairement sur une ligne de crêtes, l'obstacle crée des turbulences mécaniques (tourbillons) dans l'écoulement de l'air, un peu comme un caillou perturbe l'eau d'une rivière sur une certaine distance en aval. En dehors des phénomènes d'ondes (des ondulations qui peuvent se propager beaucoup plus haut), cette perturbation mécanique reste limitée en hauteur : en moyenne, elle s'étend jusqu'à environ un tiers de la hauteur de la ligne de crêtes au-dessus de celle-ci.

Comme pour tout relief rencontré perpendiculairement par le vent, l'air est forcé de monter sur la face au vent puis redescend sur la face sous le vent. Dans la plaine située sous le vent d'un relief élevé, cette redescente peut être particulièrement marquée et créer des zones alternées de courants ascendants et descendants, parfois organisées en rouleaux tourbillonnaires (rotors). Ces variations verticales soudaines du vent sont une source de turbulence potentiellement dangereuse pour un avion léger volant à basse altitude dans cette zone.

Le SIGMET (SIGnificant METeorological information) est un message d'alerte diffusé par les services météorologiques pour signaler aux pilotes en vol un phénomène dangereux, observé ou prévu, susceptible d'affecter la sécurité du vol. Un front orageux, avec son cortège de cumulonimbus, de turbulence et de grêle, en fait partie, tout comme son évolution dans le temps (déplacement, intensification). C'est donc via un SIGMET que les pilotes sont informés en temps réel de ce type de danger sur leur route.

À l'intérieur d'un cumulonimbus, la grêle se forme en altitude, au-dessus de l'isotherme zéro (l'altitude où la température atteint 0°C), là où l'eau gèle en grêlons sous l'effet des courants ascendants très puissants qui les maintiennent en suspension. Ces courants ascendants sont parfois si violents qu'ils projettent les grêlons hors du nuage avant qu'ils n'aient eu le temps de fondre en retombant dans l'air plus chaud situé sous l'isotherme zéro. Un avion peut donc rencontrer de la grêle même en volant en dessous de cette altitude de congélation, à l'endroit où elle est éjectée du nuage.

Un orage orographique est un orage dont le déclenchement est directement lié au relief : quand une masse d'air instable est forcée de s'élever le long d'une montagne, ce soulèvement mécanique peut suffire à initier la convection nécessaire à la formation d'un cumulonimbus, même sans forte chaleur au sol. C'est pourquoi ce type d'orage se développe typiquement en zone montagneuse ou sur un relief marqué, contrairement à l'orage purement thermique qui peut se former en plaine.

Les reliefs commencent souvent à chauffer et à déclencher des ascendances plus tôt dans la journée que les plaines environnantes, en particulier sur les pentes exposées au soleil. Si la masse d'air est instable (susceptible de s'élever spontanément une fois chauffée), ces ascendances orographiques peuvent suffire, en s'intensifiant au fil de la matinée, à former des cumulonimbus dès le milieu de la journée sur le relief, plus tôt que les orages purement thermiques de plaine qui apparaissent plutôt en fin d'après-midi.

Certains vents locaux portent un nom propre car ils résultent d'un couloir géographique particulier qui canalise et accélère l'air, un peu comme un entonnoir. Le vent d'Autan est de ce type : c'est un vent de secteur sud-est qui s'engouffre dans le couloir formé entre le Massif Central et les Pyrénées, ce qui le rend souvent violent et turbulent, en particulier dans le sud-ouest de la France.

Le TAF (Terminal Aerodrome Forecast) est un message qui prévoit l'évolution du temps sur un aérodrome pour les heures à venir, à destination des équipages qui préparent leur vol. Comme la météo peut évoluer rapidement, ces prévisions doivent être régulièrement mises à jour pour rester fiables. Le TAF court est ainsi rédigé, puis réactualisé, toutes les 3 heures.

Le code CAVOK ('Ceiling And Visibility OK') est une manière condensée d'indiquer que les conditions météo sont globalement bonnes, sans avoir à détailler chaque paramètre un par un. Il signifie notamment qu'il n'y a pas de nuage significatif en dessous de 5000 ft (ou en dessous de l'altitude minimale de secteur si elle est plus élevée), en plus d'une bonne visibilité et de l'absence de phénomènes dangereux. C'est donc un raccourci pratique qui évite de lister séparément la couverture nuageuse quand elle ne pose aucun problème.

Le VOLMET est une diffusion radio continue qui permet à un pilote en vol de recevoir des informations météo sans avoir à contacter directement chaque organisme au sol, un peu comme une chaîne d'info en continu dédiée à la météo aéronautique. Il regroupe les observations réelles (METAR ou SPECI, c'est-à-dire l'état du temps constaté au moment présent, pas une prévision) d'une série de plusieurs aérodromes le long d'une zone ou d'une route, et non les prévisions (TAF) ni de simples renseignements comme la piste en service. C'est cette diffusion groupée d'observations réelles sur plusieurs terrains qui correspond à la proposition 3.

Sur les cartes TEMSI, en plus des symboles de phénomènes dangereux, certaines valeurs chiffrées sont indiquées directement sur la carte pour donner des informations précises sur une zone, comme la visibilité attendue au sol. La lettre V suivie d'un chiffre représente ainsi la visibilité en kilomètres prévue dans cette zone. L'indication 'V8' signifie donc une visibilité de 8 km.

Comme pour le TAF, la situation météo évolue en permanence, donc les cartes TEMSI (temps significatif), qui représentent visuellement les phénomènes dangereux prévus sur une carte, doivent être régulièrement remises à jour. La carte TEMSI Euroc, qui couvre la France et l'Europe occidentale, est ainsi publiée, comme le TEMSI France, toutes les 3 heures pour rester pertinente.

L'ATIS (Automatic Terminal Information Service) est un message enregistré et diffusé en continu par un aérodrome donné, à l'intention des équipages qui décollent ou atterrissent sur ce terrain précis. Il contient les observations météo réelles de ce seul aérodrome (le METAR ou SPECI), ainsi que des renseignements opérationnels utiles comme la piste en service, le calage altimétrique ou les travaux en cours, mais jamais de prévisions (TAF) ni les informations d'autres terrains. C'est pourquoi les bonnes réponses sont 1 (observations propres à un aérodrome) et 5 (renseignements aéronautiques comme la piste en service).

Dans un METAR, le vent est normalement indiqué par une direction fixe suivie de sa vitesse, mais quand la direction varie de façon significative pendant la période d'observation, un groupe supplémentaire du type 'dddVddd' précise l'étendue de cette variation. Ici, '300V020' signifie que la direction du vent a oscillé entre 300° et 020°, en passant par le nord (0°/360°). La direction du vent n'est donc pas fixe mais comprise dans cette plage allant de 300° à 020°.

Dans un TAF ou un METAR, chaque couche nuageuse est décrite par une abréviation de couverture (par exemple SCT pour 'scattered', une couverture partielle) suivie d'un nombre à trois chiffres qui donne la base du nuage en centaines de pieds au-dessus du terrain (AAL, 'above aerodrome level'). Dans ce TAF, on trouve SCT004 (nuages épars à 400 ft) et BKN040 (nuages fragmentés à 4000 ft) : la base la plus basse annoncée est donc celle du groupe SCT004, soit 400 ft AAL.

Le code CAVOK regroupe plusieurs critères précis qui doivent tous être remplis en même temps pour pouvoir l'utiliser, l'un d'eux portant sur la visibilité horizontale minimale au sol. Pour que CAVOK puisse être annoncé, la visibilité doit être d'au moins 10 km ; en dessous de ce seuil, la visibilité doit être indiquée explicitement en chiffres dans le message plutôt que d'utiliser ce code condensé.

Pour anticiper ou repérer un orage, un pilote dispose de plusieurs types de messages météo, chacun ayant un rôle précis : certains décrivent le temps constaté, d'autres le temps prévu, et il faut distinguer ceux-là des messages qui n'ont rien à voir avec la météo. Le METAR donne l'observation réelle du temps sur un aérodrome (donc un orage en cours y apparaît), le TAF donne la prévision du temps sur un aérodrome (donc un orage à venir), et la carte TEMSI représente visuellement les zones orageuses prévues sur une région entière. En revanche, CAVOK est un simple code de beau temps, l'AIRPROX est un compte-rendu d'incident de proximité entre aéronefs, et le NOTAM concerne des informations aéronautiques non météorologiques (travaux, fermetures...) : ces trois derniers ne servent donc pas à détecter un orage.

Le SIGMET est un message d'alerte, distinct des prévisions de routine comme le TAF, réservé aux phénomènes météorologiques réellement dangereux pour la sécurité du vol. Il est rédigé par les services météorologiques dès qu'un tel phénomène, comme un cumulonimbus, un orage, du givrage fort ou de la turbulence sévère, est observé ou prévu sur une zone. C'est donc un avis ciblé sur le danger, complémentaire des messages météo habituels.

Les cartes TEMSI existent à différentes échelles géographiques (une carte pour la France, une autre plus large, l'Euroc, couvrant la France et l'Europe occidentale) mais elles servent toutes à représenter les mêmes types de phénomènes avec le même code visuel. Ce qu'elles ont en commun n'est donc pas la zone couverte, qui diffère, mais la symbolique : les mêmes pictogrammes (turbulence, givrage, orage, etc.) signifient la même chose sur l'une ou l'autre carte, ce qui permet de les lire sans avoir à réapprendre un nouveau code.

Le VOLMET répond à un besoin simple : permettre à un pilote en vol de connaître la météo réelle des terrains autour de lui sans devoir contacter individuellement chaque tour de contrôle par radio. Il s'agit d'une diffusion radio continue et automatique qui regroupe les observations météo des principaux aérodromes d'une zone survolée, consultable à tout moment pendant le vol.

CAVOK signifie que les éléments météo généralement défavorables pour l'aviation (mauvaise visibilité, nuages bas, précipitations ou phénomènes dangereux) sont absents, observés ou prévus. Ce code ne porte cependant que sur la visibilité, le plafond nuageux et les phénomènes de type pluie, orage, etc. : il ne dit rien sur la force du vent. Un message CAVOK peut donc tout à fait être accompagné d'un vent fort, sans que cela contredise le code.