[experience] Modèles météo ...

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Bonjour à tous,

Nous sommes un groupe de 3 personnes, et nous réalisons un TPE sur les modèles météorologiques. Notre Pbmatique est : Comment et dans quelles mesures les méthodes d'observation peuvent nous permettre d'améiorer les modèles météorologiques ?
Afin de paufiner notre production finale, nous souhaitons réaliser une experience. Mais nous n'avons pas d'idées pour cette experience... A votre avis serait-il possible de réaliser un modèle nous-meme ? Sinon quelle experience pas trop compliquée pourriez-vous nous conseiller ?


P.S : Nos deux matieres principales sont la physique et l'histoire !

Merci d'avance et à Bientot !

Nicolas, Théo et Romain !
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LA DENDROCHRONOLOGIE
étude d’une chronologie précise grâce aux cernes de croissance des arbres
[retour exposés]
*Le bois est certainement utilisé depuis le début de l’humanité.
On savait depuis longtemps calculer l’âge d’un arbre qu’on abat (en comptant les anneaux), jusqu’au jour où un astronome américain, nommé Douglas, a découvert un peu par hasard que les variations d’épaisseur annuelle des cernes sur un certain nombre d’années formaient une série temporelle qu’on ne pouvait pas retrouver au cours du temps. Surtout, il a constaté, en comparant de nombreux arbres entre eux, que les anneaux de croissance d’arbres de même espèce et de même région étaient les mêmes pour la même année.
Douglas eut alors l’idée de rechercher les mêmes séquences de cernes dans des matériaux de plus en plus anciens pour obtenir par enjambement successif un véritable calendrier dont chaque cerne représentait une année.
C’est un allemand (B. Huber) qui introduit en 1939 la dendrochronologie en Europe = diffusion rapide de cette technique.
I) l’arbre et les cernes de croissance
Inutile de rappeler les trois composantes de l’arbre : racines (pompe eau et éléments minéraux), le tronc (lien qui assure le transport de sève brute des racines et qui redistribue les matières organiques métabolisées par les cellules vivantes = sève élaborée), et la couronne (branches, branchettes et feuilles).
Grâce à la synthèse chlorophyllienne (photosynthèse), l’énergie lumineuse du soleil est transformée en matière chimique.
Les arbres ont été classés par les biologistes suivant des groupes de même espèces, c’est-à-dire présentant une même morphologie, mais aussi une écologie identique. Ainsi, tout travail dendrochronologique tiendra compte des espèces.
[retour exposés]
Le tronc : de forme cylindrique, il est composé d’un emboîtement concentrique de différents tissus. On peut les examiner suivant trois plans :
- plan transversal à l’axe longitudinal de l’arbre
- plan longitudinal radial (du cœur vers la périphérie)
- plan longitudinal tangentiel (perpendiculaire au précédent)
Dans l’organisation transversale, il y a une organisation concentrique :
- la moelle (premières cellules).
- le bois (xylème) : duramen (résistant, bois parfait) et l’aubier (bois vivant peu résistant).
- le cambium puis le liber ou phloème (= transfert des sèves).
- l’écorce.
Par la coupe transversale, on perçoit que la croissance de l’arbre est saisonnière : les cellules élaborées au printemps sont grandes, claires, à parois minces ; elles deviennent de plus en plus petites, sombres, à paroi épaisse, au cours de la saison végétative. Après la passe hivernale, un anneau s’élabore dès le printemps suivant.
Cependant, des facteurs limitants peuvent gêner la bonne visibilité de ces phénomènes :
- le potentiel génétique (ex : un chêne croît moins vite qu’un sapin) ;
- l’environnement abiotique :
+ le substrat (là où est fixé l’arbre) : l’arbre est soumis à la pente, l’exposition, la composition chimique du sol, sa profondeur.
+ le climat : chaque point du globe présente des caractéristiques météorologiques différentes qui varient elles-mêmes au cours du temps. On s’intéresse surtout aux températures et aux précipitations.
- l'environnement biotique :
+ la concurrence aérienne ou racinaire des arbres dans une forêt influe sur la croissance des cernes.
+ les attaques parasitaires : champignons, insectes, etc...
+ l’activité humaine : dans toute économie agro-sylvo-pastorale accompagnée de nomadisme, la forêt est utilisée de façon anarchique : abattage, exploitation de résine, incendies...
Tous ces facteurs limitants doivent obligatoirement être pris en compte par le dendrochronologue afin d’éviter les erreurs dans les séries chronologiques.
[retour exposés]
II) Le matériel dendrochronologique :
Le matériel idéal pour la dendrochronologie est du bois ayant gardé une bonne qualité et ayant des cernes suffisamment nombreux. Il est même conseillé de prendre plusieurs échantillons de la même espèce et de la même région pour ne pas faire d’erreur dans l’élaboration des séries chronologiques.
Tranche de bois = le meilleur matériel.
L’idéal pour établir la série est d’avoir un échantillon possédant encore l’écorce et/ou l’aubier (type 1). Sans l’aubier, on ne peut pas savoir combien de cernes manquent, mais si l’échantillon est de grande taille, on peut s’en servir pour compléter les séries (type 2). Un échantillon de petite taille est généralement impossible à dater, car il présente trop peu de cernes (type 3). Coupé tangentiellement à l’accroissement de l’arbre, les cernes de l’échantillon ne sont pas assez nombreux, et si ils le sont, il faut recalculer l’épaisseur réelle des cernes.
Lorsqu’il est impossible de se procurer un tel matériel, on peut avoir recours au sondage par forage, mais il faut toujours adopter une stratégie pour avoir assez d’échantillons, sans pour autant détériorer l’objet à dater (problème des objets d’art).
La méthode la plus utilisée pour analyser les échantillons est la mesure de l’épaisseur des cernes, après ponçage.
Des courbes sont alors réalisées par ordinateur : en abscisse les années, et en ordonnée les épaisseurs. Les points sont alors reliés pour former une "courbe dendrochronologique", ou "chronologie" :
- une "chronologie élémentaire" ne concerne qu’un seul échantillon.
- une "chronologie moyenne" rassemble plusieurs chronologies élémentaires. Pour constituer ce type, il faut absolument rassembler des échantillons de même provenance écologique ou archéologique.
- une "chronologie flottante" est obtenue à partir d’échantillons non raccordés au présent.
- une "chronologie absolue" est basée sur des arbres dont la date de mort est connue ; les plus longues chronologies absolues sont possibles grâce à des pins du Nouveau-Mexique : le plus vieux, surnommé "Mathusalem", fructifie encore abondamment à plus de 4600 ans !).
[retour exposés]
Les synchronisations : Cela consiste à comparer les courbes réalisées, et à en identifier d’assez semblables pour en déduire qu’elles sont de la même époque. Cette méthode est appelée "skeleton plot" : il s’agit simplement de retrouver les séquences identiques entre l’échantillon à dater et la courbe chronologique déjà réalisée pour cette espèce à cet endroit.
L’utilisation de l’informatique permet une étude plus fiable de ces courbes, et permet également de repérer les défauts de croissance. Cependant, il faut rester prudent sur la fiabilité, car il y a toujours des anomalies de croissance parfois très régionales.
On peut noter qu’on utilise parfois le principe de l’hétéroconnexion, c’est à dire une synchronisation entre plusieurs espèces ; cette technique est bien sûr moins fiable.
Cependant, une fois la synchronisation réalisée, il reste à interpréter le résultat ; ainsi, fréquemment, l’aubier (très fragile) et le dernier cerne avant la mort de l’arbre ont disparu. Des études précises ont eu lieu pour estimer le nombre de cernes disparus selon l’âge du bois pour certaines espèces.
De plus, les courbes dendrochronologiques donnent l’âge d’abattage du bois, mais pas forcément celui de son utilisation : l’usage est immédiat dans les cas d’une utilisation souterraine ou subaquatique (pilotis) ; cependant, parfois, le bois est conservé avant d’être utilisé (par exemple pour libérer des surfaces agricoles, on met le bois excédentaire en réserve), ou il y a même récupération et restauration (on arrive à percevoir la réutilisation d’une poutre par exemple par la présence d’entailles ou d’encoches, de marques d’assemblage non fonctionnelles dans leur nouvel usage).
ex : dernier cerne permet de voir quels sont les échantillons contemporains, quelles sont les réutilisations et quelles sont les consolidations.
Cabanes, maison médiévales (= étude des villes), constructions monumentales (+ évolution), peintures sur bois, statues, meubles, violons...
On peut élargir cette technique avec d’autres méthodes de datation comme celle du 14C ; on mesure l’activité des cernes successifs, et on établi ainsi l’activité 14C de l’atmosphère tout au long de la série.
= "calibration" des âges 14C.
On dispose aujourd’hui d’une calibration fiable remontant à près de 11 400 ans, grâce à la dendrochronologie.
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[invite35e9b290]

shurrr derien ^^

[invitee6a002f8]

Euhh mrci de ta reponse... mais es-tu sur que ca ait un rapport avec notre sujet qui est la météo ? Car ayant lu ta reponse, je n'arrive pas à comprendre le rapport entre notre sujet et ton experience .. ?!

Merci qd m ! ++

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite23f1d2f4]

salut tu es en tpe tu n'aurais pas des idées sur l'histoire de l'astronomie stp g besoin d'aide pour mon TPE (tu peut venir voir mopn article svp)