Comprendre la météo sans équations, est-ce possible?

[Cers]

Je me demandais comment font ceux qui sont plus ou moins rebutés par les équations mathématiques pour bien comprendre le fonctionnement de l'atmosphère et de l'océan. Ce n'est pas mon cas, et je me pose justement cette question car je ne vois pas, sans ce langage "magnifique" dans lequel s'exprime la physique, dans quelle mesure on peut réellement appréhender la plupart des phénomènes météorologiques, assez complexes parfois. Personnellement, j'ai davantage de mal à comprendre lorsqu'il n'y a pas d'équations, que du texte...un ouvrage rempli de formules aggrémentées d'explications comme celui de Sylvie Malardel est,à mon goût, plus riche et plus expressif. Et je m'ennuie dans un livre d'explications "non démontrées". En un mot pour finir, quand je comprends un processus à travers des équations, j'ai l'immense sensation de ressentir le phénomène...

[Christophe30]

Les équations c'est très intéressant, mais il faut un minimum de connaissances en mathématiques pour pouvoir suivre un raisonnement parfois très compléxe. La base de la météo et même les premières notions techniques semblent tout à fait compréhensibles sans systèmes d'équations.

Après quand on veut vraiment pousser, c'est vrai que c'est bien plus facile à imaginer dans la tête avec un raisonnement rationnel (et donc basé sur une équation).

Je commence à regarder la partie physique de notre passion, et donc aussi les équations, et franchement, c'est parfois compliqué mais c'est quand même accessible à beaucoup

Je pense également que comprendre certains types de calculs via équations ou autre est très important pour envisager une compréhension totale de ce qu'il se passe dans le ciel.

A+

[hugo_frais]

C'est comme tout, ça dépend jusqu'où on veut aller.

On peut comprendre ce qu'est l'univers, comment est organisée une galaxie, sans être capable de démontrer et d'appliquer des formules maitrisées par une poignée de chercheurs.

On peut jouer d'un instrument, composer des morceaux sans connaitre le solfège.

On peut comprendre le français sans connaitre l'étymologie de chaque mot.

Après la météo est une science donc la compréhension passe forcément par un minimum de physique et de mathématiques.

[Cotissois 31]

Je crois que si on veut une idée des phénomènes en jeu, pas besoin d'équation. Mais si on veut quantifier le bilan résultant d'un ensemble de phénomènes, c'est obligatoire. Les équations ont l'avantage de pouvoir être transformées et retransformées encore, sans faillir à l'idée basique de départ, et au final on peut y découvrir des "comportements" connus et travailler par analogie.

[Orage99]

Moi je ne suis pas bon du tout en maths, je comprends le stricte minimum... Au contraire d'autres, je préfère lire de gros pavés que des dizaines d'équations!

Et comme l'a dit Christophe, il faut avoir les bases que je n'ai pas

Je ne pourrai donc pas vivre un jour de ma passion ou autre (je ne sias pas si c'est HS, mais bon) et mes connaissances seront limitées, à cause des maths

Bonne journée!

[Damien49]

Je me demandais comment font ceux qui sont plus ou moins rebutés par les équations mathématiques pour bien comprendre le fonctionnement de l'atmosphère et de l'océan. Ce n'est pas mon cas, et je me pose justement cette question car je ne vois pas, sans ce langage "magnifique" dans lequel s'exprime la physique, dans quelle mesure on peut réellement appréhender la plupart des phénomènes météorologiques, assez complexes parfois. Personnellement, j'ai davantage de mal à comprendre lorsqu'il n'y a pas d'équations, que du texte...un ouvrage rempli de formules aggrémentées d'explications comme celui de Sylvie Malardel est,à mon goût, plus riche et plus expressif. Et je m'ennuie dans un livre d'explications "non démontrées". En un mot pour finir, quand je comprends un processus à travers des équations, j'ai l'immense sensation de ressentir le phénomène...

C'est une question de sensibilité propre à chacun. Personnellement je me sens plus à l'aise dans la conceptualisation intraseque et physique des phénomènes météorologiques que dans leur représentation mathématique. Sans doute dû à ma formation de géographe physicien. Dans la mesure où je ne suis pas amené à construire des modèles météorologiques, je ne me sens d'ailleurs pas plus pénalisé que ça par rapport à quelqu'un qui aurait une formation purement mathématique dans la compréhension de la météorologie. Il n'en reste pas moins que malgré ce non gout pour les mathématiques, j'ai une formation scientifique et un gout important aux sciences, mais je ne passerais donc jamais le concours d'entrée à MF ^^

Je me souviens qu'en cours de physique lorsqu'on nous faisait apprendre des équations par coeur, je n'arrivais pas à la retenir temps que je ne pouvais pas conceptualiser en image mentale par quelles processus physiques on aboutissait à cette équation. /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20"> Et en cours de math, j'étais bien plus fort en géométrie. /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Gombervaux]

Je me demandais comment font ceux qui sont plus ou moins rebutés par les équations mathématiques pour bien comprendre le fonctionnement de l'atmosphère et de l'océan.

D'abord, ça veut dire quoi "bien comprendre le fonctionnement"?Crois-tu par exemple que le rédacteur du bulletin IC d'aujourd'hui comprends bien la météo quand il écrit :

"Une dépression

se creuse en méditerranée et s'apprête à apporter du mauvais temps dans le sud. L'anticyclone

positionné sur l'océan Atlantique s'étend vers l'ouest protégeant ainsi le nord et l'ouest du pays. "

S

'il respectait les "bonnes" notions de mécanique de l'atmosphère, telles qu'on les utilise aujourd'hui, il n'emploierait pas "apporter" dans la première phrase ni "protégeant" dans la deuxième.

Par contre c'est sa conception à lui . Et il pense qu'en formulant ainsi, un maximum de gens comprendront sa façon de voir les choses. De plus il aura raison dans les conséquences de son analyse, ce qui montre une fois de plus, qu'un raisonnement plus qu'approximatif peut donner des résultats justes.

Si tu prends comme extrême le raisonnement de Leroux sur les AMP: son analyse qui a pu donner deux ou trois situations exactes sur 30 ans ou 15000 situations quotidiennes; était-elle le fait d'une personne qui ne connaissait rien aux mathématiques? Bien sûr que non! Ce professeur était bien plus doué que le commun des mortels analysant des situations météo. Seulement, la mode étant aux modèles conceptuels, il en a bati un qui malheureusement pour lui n'a pas tenu la route. Et ça , malgré qu'il fut bien plus balaise que nous tous en maths...

Le plus important , pour bien comprendre le fonctionnement, ce n'est donc pas d'être fort à résoudre une équation, que d'ailleurs, seul un ordi bourré de gigaflops, peut résoudre. C'est de s'approcher le plus possible du shéma conceptuel le plus fin donc celui qui étudie la parcelle d'air la plus petite possible à l'échelle de la zone à décrire.

A l'échelle du pays, comme l'écrit l'analyste de IC, la taille des objets météorologiques est judicieuse. Leur inter-action, l'est moins, mais c'est sa façon de voir. Une approche de la description de la zone perturbée aurait pu la complèter. Avec par exemple les notions d'inter-action barocline, ou celle des ondes de pression...qui vont nous faire approcher du calcul mathématique. Et tout ça sans passer par leur résolution... On peut donc comprendre, même sans le secours des maths.

[northern lights]

Moi je ne suis pas bon du tout en maths, je comprends le stricte minimum... Au contraire d'autres, je préfère lire de gros pavés que des dizaines d'équations!

Et comme l'a dit Christophe, il faut avoir les bases que je n'ai pas

Je ne pourrai donc pas vivre un jour de ma passion ou autre (je ne sias pas si c'est HS, mais bon) et mes connaissances seront limitées, à cause des maths

Bonne journée!

Ton message me touche beaucoup orage, tout simplement parce qu'il me revoie à mon vécu, quand je me posais ce genre de questions et que je "jouais" mon avenir professionnel à me dire que j'étais un vrai tocard parce que j'étais nul en math, et que je détestais ca en plus, et que je n'arriverais pas a vivre de ma passion.

Parce que dans ma passion les maths étaient incontournables quand j'ai commencé et ils le sont encore plus aujourd'hui

Aujourd'hui, j'en vie, peut être très mal (je suis loin d'être riche), mais j'en vie. Et je déteste toujours autant les maths et moins je peux en faire et mieux je me porte

Et quand ma passion "m'a obligé a en faire", je les ai fais, j'y ai mis du temps mais c'était fait

Simplement en retenant les formules inévitables ou en les écrivant et en les gardant des années

Alors par pitié, ne te dévalorise pas, tu auras déjà assez de travail à envoyer balader ceux qui essaierons de le faire...

[Chlorange]

Moi je dirai que les équations mathématiques dans certains cas ne sont qu'un façon d'expliquer ce qu'on n'arrive pas à "concevoir" avec notre cerveau "limité", de palier à un stress intellectuel qui vient de ce besoin qu'on a de tout maîtriser. Effectivement il y a des équations utiles, reconnues... mais je pense qu'on fait une erreur en ne voulant voir que la partie "mécanique" des choses. Il y a parfois une pointe de hasard qu'on a du mal à accepter (que les scientifiques purs expliqueront par le petit paramètre qui manque dans l'équation).

J'en veux pour preuve qu'en prévision par exemple, le plus puissant des ordinateur, avec tous les paramètres dont il dispose... eh bien souvent donne des résultats qui ne correspondent pas tout à fait à la réalité, ou même parfois pas du tout.

On en revient au débat entre littéraires et matheux. Par exemple j'ai suivi des cours de géographie à la fac, j'ai très bien réussi à comprendre le mécanisme du point de rosée, son rôle dans l'effet de foehn, mais je ne me souviens jamais des chiffres, des seuils, pour ce que j'ai envie de faire de l'information ça me suffit (je ne cherche pas à faire des prévisions, hormis quelques heures à l'avance grâce à l'observation en un point précis). On peut donc se représenter le résultat de l'équation sans pour autant se souvenir de cette dernière. Ca dépends de ce qu'on a envie de savoir.

Enfin il me semble il n'est pas nécessaire d'être calé en math pour chasser les orages par exemple.

[hugogo]

Chlorange, je pense qu'en fait le probleme des erreurs des modeles meteo vient en effet des erreurs dans les parametres de l'equation. En effet, dans un les modeles numeriques on essaye d'appliquer les maths a la nature en faisant en sorte que ca colle le mieux possible. En general, on se debrouille pas mal: les modeles meteo sont un exemple, avec une realite en general assez proche de la prevision. En realite c'est donc souvent le contraire de ce que tu expliques dans ta premiee phrase: on concoit le phenomene, puis on va determiner une equation qui colle le plus possible a la realite pour pouvoir prevoir le phenomene.

Et il n'y a je pense strictement aucun hasard dans la meteo. D'ailleurs dans le domaine scientifique, le hasard pure est tres difficile a conceptualise et a obtenir: mon prof de maths nous disais pas plus tard qu'avant hier qu'il etait exceptionnellement dur de trouver un nombre au hasard. Ca peut paraitre risible mais c'est vrai: lorsque vous demandez un nombre a votre calculette ou votre ordinateur, il va selectionner un nombre au hasard PARMIS UN TRES VASTE UNIVERS DE NOMBRES, et donc ce nombre ne sera pas choisit totalement au hasard.

D'ailleurs, avec les progres dans la recherche scientifique, la part de "hasard" dans chaque phenomene est de plus en plus reduite. J'avais assiste au TPE de quelques amis l'an dernier portant sur le nombre d'or: (1+racine de 5)/2. C'est tout a fait incroyable de se dire que tant dans le rapport de distance separant les membres de certains animaux ou les feuilles de certains arbres, que dans l'influence sur le gout des Hommes en art [des etudes ont montre que les hommes preferent une meme toile si le rapport de la longueur sur la largeur est egal au nombre d'or] ou encore en geometrie et architecture [on retrouve le nombre d'or regulierement dans les constructions Grecques antiques les proportions du nombre d'or], le nombre d'or est partout.

Cette remarque est d'ailleurs vrai pour pas mal de trucs, notamment quelques relations scientifiques bien connues et pourtant au combien deconcertante: E= m*c^2, il fallait y penser a relier l'energie de masse d'un corps a sa masse et a la vitesse de la lumiere dans le vide...

Bref ca n'est que mon humble avis, mais rien n'est du au hasard je pense, et tout sera un jour explique.

[Cers]

Chlorange, je pense qu'en fait le probleme des erreurs des modeles meteo vient en effet des erreurs dans les parametres de l'equation. En effet, dans un les modeles numeriques on essaye d'appliquer les maths a la nature en faisant en sorte que ca colle le mieux possible. En general, on se debrouille pas mal: les modeles meteo sont un exemple, avec une realite en general assez proche de la prevision. En realite c'est donc souvent le contraire de ce que tu expliques dans ta premiee phrase: on concoit le phenomene, puis on va determiner une equation qui colle le plus possible a la realite pour pouvoir prevoir le phenomene.

Et il n'y a je pense strictement aucun hasard dans la meteo. D'ailleurs dans le domaine scientifique, le hasard pure est tres difficile a conceptualise et a obtenir: mon prof de maths nous disais pas plus tard qu'avant hier qu'il etait exceptionnellement dur de trouver un nombre au hasard. Ca peut paraitre risible mais c'est vrai: lorsque vous demandez un nombre a votre calculette ou votre ordinateur, il va selectionner un nombre au hasard PARMIS UN TRES VASTE UNIVERS DE NOMBRES, et donc ce nombre ne sera pas choisit totalement au hasard.

D'ailleurs, avec les progres dans la recherche scientifique, la part de "hasard" dans chaque phenomene est de plus en plus reduite. J'avais assiste au TPE de quelques amis l'an dernier portant sur le nombre d'or: (1+racine de 5)/2. C'est tout a fait incroyable de se dire que tant dans le rapport de distance separant les membres de certains animaux ou les feuilles de certains arbres, que dans l'influence sur le gout des Hommes en art [des etudes ont montre que les hommes preferent une meme toile si le rapport de la longueur sur la largeur est egal au nombre d'or] ou encore en geometrie et architecture [on retrouve le nombre d'or regulierement dans les constructions Grecques antiques les proportions du nombre d'or], le nombre d'or est partout.

Cette remarque est d'ailleurs vrai pour pas mal de trucs, notamment quelques relations scientifiques bien connues et pourtant au combien deconcertante: E= m*c^2, il fallait y penser a relier l'energie de masse d'un corps a sa masse et a la vitesse de la lumiere dans le vide...

Bref ca n'est que mon humble avis, mais rien n'est du au hasard je pense, et tout sera un jour explique.

Bonjour,

Ton point de vue est assez déterministe... Le "hasard" n'est peut-être pas si étrangé que cela en sciences, et surtout en météorologie. On peut en effet parler de hasard dès qu'un événement est imprévisible. Le déterministe dira alors que l'imprédictibilité est due à notre manque de connaissances sur le monde physique : par exemple, dans une équation même complexe, il manque toujours un paramètre qui est susceptible d'influencer les autres, et de ce fait le futur est difficilement prévisible avec exactitude. Mais pour le déterministe, le futur dans l'absolu peut être connu (à l'aide de lois, d'équations) si l'on connaît précisément l'état initial : il y a toujours une relation de cause à effet. Parlons maintenant du hasard. Pour certains systèmes physiques, même avec la connaissance de son état initial, il est strictement impossible, quoi qu'il en soit, de prédire sont état ultérieur; et ce n'est pas dû uniquement à un problème de grand nombre (comme au loto) mais au problème de sensibilité aux conditions initiales, découvert d'abord par H Poincaré puis par Lorentz en météorologie, qu'il appellera "effet papillon". Ces systèmes relèvent de la théorie du chaos. Une perturbation de l'état initial sur le système, même sensible (tel un battement d'aile de papillon imprévisible au Brésil ?), s'amplifiera à long terme ; comme il est impossible de maîtriser toutes les interactions entre systèmes et avec leur environnement, la prévision de l'état du système est extrêmement limitée. C'est tout à fait le problème auquel on est confronté en météorologie. Les équations dynamiques utilisées en météorologie ont un caractère fortement non-linéaire, elles sont instables! Plus le modèle avance dans le temps, et plus le nombre de configurations possibles augmente. Cette divergence explique qu'au delà d'une dizaine de jours, le modèle se plante complétement. On a toujours tendance à vouloir - nous êtres humains - contrôler tous les phénomènes. Il est vrai que c'est angoissant, au présent, d'être dans l'incertitude. Pour ma part, je pense de moins en moins déterministe. Il est fort probable que la science elle même ne soit pas déterministe...

[Damien49]

Bonjour,

Ton point de vue est assez déterministe... Le "hasard" n'est peut-être pas si étrangé que cela en sciences, et surtout en météorologie. On peut en effet parler de hasard dès qu'un événement est imprévisible. Le déterministe dira alors que l'imprédictibilité est due à notre manque de connaissances sur le monde physique : par exemple, dans une équation même complexe, il manque toujours un paramètre qui est susceptible d'influencer les autres, et de ce fait le futur est difficilement prévisible avec exactitude. Mais pour le déterministe, le futur dans l'absolu peut être connu (à l'aide de lois, d'équations) si l'on connaît précisément l'état initial : il y a toujours une relation de cause à effet. Parlons maintenant du hasard. Pour certains systèmes physiques, même avec la connaissance de son état initial, il est strictement impossible, quoi qu'il en soit, de prédire sont état ultérieur; et ce n'est pas dû uniquement à un problème de grand nombre (comme au loto) mais au problème de sensibilité aux conditions initiales, découvert d'abord par H Poincaré puis par Lorentz en météorologie, qu'il appellera "effet papillon". Ces systèmes relèvent de la théorie du chaos. Une perturbation de l'état initial sur le système, même sensible (tel un battement d'aile de papillon imprévisible au Brésil ?), s'amplifiera à long terme ; comme il est impossible de maîtriser toutes les interactions entre systèmes et avec leur environnement, la prévision de l'état du système est extrêmement limitée. C'est tout à fait le problème auquel on est confronté en météorologie. Les équations dynamiques utilisées en météorologie ont un caractère fortement non-linéaire, elles sont instables! Plus le modèle avance dans le temps, et plus le nombre de configurations possibles augmente. Cette divergence explique qu'au delà d'une dizaine de jours, le modèle se plante complétement. On a toujours tendance à vouloir - nous êtres humains - contrôler tous les phénomènes. Il est vrai que c'est angoissant, au présent, d'être dans l'incertitude. Pour ma part, je pense de moins en moins déterministe. Il est fort probable que la science elle même ne soit pas déterministe...

Il me semble que tu confonds le chaos déterministe (effet papillon, modèles numériques, lorentz, fractales etc...) et le stochastique (aléatoire - hasard). Par exemple, l'ajout d'une erreur ou non dans les conditions initiales d'un modèle déterministe est stochastique (impossible de quantifier à l'avance la nature de l'erreur). Cela provoque un chaos déterministe à plus grande échelle. De même, l'état de la matière au niveau microscopique et en grand nombre est stochastique, mais provoque pourtant un état de stabilité à l'échelle macro. Ainsi d'un point de vue statistique, il est toujours possible de quantifier un chaos déterministe, même s'il est lié à un niveau d'échelle en-dessous qui lui est stochastique. Cela se fait notamment grâce à l'entropie. C'est quand on veut atteindre les détails que ça coince.

La surfusion en est un bon exemple : http://cyberzoide.developpez.com/surfu/

[Cotissois 31]

Il me semble que tu confonds le chaos déterministe (effet papillon, modèles numériques, lorentz, fractales etc...) et le stochastique (aléatoire - hasard). Par exemple, l'ajout d'une erreur ou non dans les conditions initiales d'un modèle déterministe est stochastique (impossible de quantifier à l'avance la nature de l'erreur)

On peut faire de la sensibilité aux conditions initiales sans utiliser la fonction RANDOM d'un ordinateur. Mais l'avantage de la fonction RANDOM c'est qu'elle balaie l'espace de façon assez homogène (très faible redondance), en faisant des aller-retours fréquents. Ca permet à la fois d'avoir des échantillons avec une distribution de probabilité homogène, ce qui est une propriété recherchée pour les calculs analytiques, et ça permet aussi de faire du Monte-Carlo, c'est-à-dire reconstruire à l'aveugle un résultat déterministe.