vignette|upright= 1.5|Pluviométrie mondiale mensuelle La pluviométrie est l'évaluation quantitative des précipitations, de leur nature (pluie, neige, grésil, brouillard) et distribution. Elle est calculée par diverses techniques. Plusieurs instruments sont utilisés à cette fin, dont le pluviomètre/pluviographe est le plus connu. L'unité de mesure varie selon que le type de précipitations est solide ou liquide, mais elle est ramenée en millimètres d'épaisseur (ou litres par mètre carré de surface) d'équivalence en eau à fin de comparaisons. Toute précipitation de moins de est qualifiée de « trace ».. Il ne faut pas mélanger avec le taux de précipitations qui est la pluviométrie par unité de temps lors d'un événement pluvieux.
La pluviométrie, avec la répartition de la température terrestre, conditionne les climats terrestres, la nature et le fonctionnement des écosystèmes ainsi que leur productivité primaire. Elle est l'un des facteurs conditionnant le développement des sociétés humaines et donc un enjeu géopolitique.
Histoire L'humain cherche depuis des siècles à mieux prévoir les pluies, tempêtes et inondations, voire à manipuler le climat par des moyens magiques (danses de la pluie) ou technologiques (pluies artificielles)
Les premières mesures connues des quantités de pluie connues furent faites par les Grecs vers 500 Cent ans plus tard, en Inde, la population utilisait des bols pour recueillir l’eau de pluie et en mesurer la quantité.. Dans les deux cas, la mesure de ces quantités d'eau de pluie aidait à estimer le rendement futur des cultures.
Dans l’ouvrage Arthashâstra utilisé dans le royaume de Magadha, des normes furent établies pour la production céréalière et chaque grenier de l’État possédait un tel pluviomètre aux fins de taxation. En Israël, à partir du , des écrits religieux mentionnent la mesure des pluies pour des besoins agricoles.
En 1441 en Corée, le premier pluviomètre standard en bronze, appelé , fut développé par le scientifique Jang Yeong-sil pour usage à travers un réseau couvrant tout le pays.. En 1639, l'Italien Benedetto Castelli, disciple de Galilée, effectua les premières mesures de précipitations en Europe pour connaître l’apport en eau d’un épisode pluvieux pour le lac Trasimène. Il avait étalonné un récipient en verre cylindrique grâce à une quantité d’eau connue et repéré le niveau correspondant sur le cylindre. Il avait ensuite exposé le récipient à la pluie et marqué toutes les heures, par un repère, le niveau atteint par l’eau. En 1662, l’Anglais Christopher Wren mit au point le premier pluviomètre à augets, ou pluviographe, qu’il associa l’année suivante à un météographe, un appareil qui enregistre plusieurs paramètres météorologiques tels que la température de l’air, la direction du vent et les précipitations. Son pluviomètre était constitué d’un entonnoir récepteur et de trois compartiments qui récupéraient chaque heure à tour de rôle les précipitations.. En 1670, l'Anglais Robert Hooke utilisa aussi un pluviomètre à augets. En 1863, George James Symons fut nommé au conseil de la British meteorological society, où il occupa le reste de sa vie à mesurer les précipitations pluvieuses sur les îles Britanniques. Il mit en place un réseau de volontaires qui lui transmettaient des mesures. Symons prit également note de différentes informations historiques sur les précipitations pluvieuses dans les îles. En 1870, il publia un compte rendu qui remonte jusqu'à 1725..
Avec le développement de la météorologie, la prise de mesures des différents paramètres de l’atmosphère terrestre se répand. Les pluviomètres se perfectionnent mais les principes de base demeurent les mêmes. En France, l’association météorologique créée par Urbain Le Verrier diffusa le pluviomètre « Association ». De nouveaux instruments se développent au dont les radars, qui couvrent de large régions, et les satellites qui permettent d'observer la surface terrestre entière au lieu de points précis... L'amélioration de leurs capteurs permettent maintenant de mieux voir les variations fines de pluviométrie sans enlever l'importance des mesures in situ. Depuis quelques décennies, la précision de la prévision pluviométrique s’est améliorée jusqu’au niveau régional puis local (jusqu’au niveau des rues et des quartiers).. L’imagerie satellite et les progrès de la modélisation et de la gestion du big data ont permis des avancées considérables, mais avec des coûts financiers importants.
Origine et variabilité des précipitations
vignette|upright=1.75|Distribution mondiale des précipitations annuelles Carte Distribution annuelle des pluies (1928) Carto-mondo.fr Le système climatique de la Terre est essentiellement dirigé par deux éléments : l’atmosphère et l’océan. Ces deux masses règnent sur l’ensemble du système climatique mondial, généré par l'échange important d’énergie entre celles-ci. L’énergie directement reçue du Soleil, sous forme d'ondes courtes, est captée en plus grande partie dans les zones intertropicales car c'est là que l'intensité des rayons solaires est la plus importante et la plus régulière à cause de l'axe de rotation de la Terre qui donne un ensoleillement presque perpendiculaire à l'équateur et rasant aux pôles. Finalement, le rayonnement est capté par les mers et les continents selon l'albédo de leur surface et la végétation qui couvre les continents. Ainsi la banquise renvoie par réflexion vers l’espace une grande quantité d’énergie alors que la mer l'absorbe de façon importante.
La circulation atmosphérique induite par ces échanges thermiques varie dans le détail d'un jour à l'autre mais le déplacement général des masses d'air est relativement constant et dépend de la latitude. On distingue trois zones de circulation des vents entre l'équateur et les Pôles. La première zone est celle de Hadley qui se situe entre l'équateur et 30 degrés N et S où l'on retrouve des vents réguliers soufflant du nord-est dans l'hémisphère nord et du sud-est dans celui du sud : les alizés. Elle est associée au nord à des anticyclones semi-permanents où le beau temps règne mais aussi les déserts à faible pluviosité. À l'inverse, près de l'équateur, se trouve la zone de convergence intertropicale donnant des pluies abondantes (244 KB).
La seconde zone de circulation des vents se situe aux latitudes moyennes. Les dépressions s'y développent un peu partout selon une prédictibilité parfois proche de la théorie du chaos, mais l'ensemble moyen de la circulation atmosphérique est stable et dépend de l'équilibre entre la répartition de la pression atmosphérique et la force de Coriolis due à la rotation. Ces systèmes se déplacent sous une circulation d'altitude généralement d'ouest, c'est la cellule de Ferrel. Ils donnent des précipitations de types variés qui alternent avec du temps dégagé. Vient finalement, la cellule polaire, qui se retrouve au nord et au sud du avec une circulation de surface généralement d'est. L'air y est froid et relativement sec, et les dépressions qui l'affectent donnent donc peu d'accumulations, ces dernières se matérialisant une bonne partie de l'année sous forme de neige.
vignette|gauche|upright=1.2|Schéma de l'apparition d'une ombre pluviométrique. Le relief a aussi un impact majeur sur les quantités de précipitations reçues, dû aux effets de rehaussement si le flux d'air remonte la pente ou au contraire les diminue en aval des obstacles. Il y a ainsi beaucoup de pluie sur la côte ouest des Amériques, avec la circulation venant de l'océan Pacifique, et des déserts intérieurs en aval des massifs, comme le désert du Taklamakan en aval de l'Himalaya (voir ombre pluviométrique).
Les précipitations sont aussi organisées de différentes façons : en larges zones, en bande de précipitations ou isolées. Cela dépend de la stabilité de la masse d'air, des mouvements verticaux dans celle-ci et des effets locaux. Ainsi, à l'avant d'un front chaud, les précipitations seront surtout stratiformes et couvriront plusieurs centaines de kilomètres de largeur et de profondeur. Par contre, devant un front froid ou dans un cyclone tropical, les précipitations formeront de minces bandes qui peuvent s'étirer latéralement sur de grandes distances. Finalement, une averse donnera des précipitations sur quelques kilomètres carrés à la fois.
Constantes
Les résultats d'une étude, basée sur des données pluviométriques journalières provenant sur 185 sites haute-qualité des stations d'observation du réseau Global Climate Observing System Surface Network dispersés sur l'Amérique du Nord, l'Eurasie et l'Australie (mais pas l'Amérique du sud ni l'Afrique) entre de 50° degrés de latitude nord et sud (c'est-à-dire entre les deux zones polaires) furent publiés en 2018.. Les observations furent collectées sur 16 ans (de 1999 à 2014), soit une période assez longue pour gommer les variations annuelles dues à El Niño et à d'autres cycles climatiques de court terme.
D'après cette étude: la moitié des précipitations annuelles en un même point tombent généralement en peu de jours (en seulement 12 jours en général). ; le jour le plus humide pour chaque site (équivalent d'un mois complet de pluie) se déverse en 24 h. Selon la géographie et l'hémisphère terrestre considéré, les jours les plus humides varient selon les endroits et les saisons, mais ce « schéma » semble valide partout sur la planète.
En Europe Les influences combinées de la latitude, de la topographie et de la distance à la mer entraînent une distribution des précipitations très variable en Europe, allant de moins de dans certaines parties de la région méditerranéenne et les plaines centrales européennes à plus de le long des côtes atlantiques de l'Espagne à la Norvège, des Alpes et de leur extension orientale. Une grande partie de ces précipitations est perdue sous forme d’évapotranspiration et les « précipitations effectives » restantes ne dépassent pas dans la majeure partie de l’Europe. Dans certaines parties du sud de l'Europe, les précipitations effectives sont inférieures à . Les précipitations en Europe ont généralement augmenté au cours du , augmentant de 6 à 8 % en moyenne entre 1901 et 2005. De grandes différences géographiques apparaissent toutefois, notamment en Méditerranée et en Europe orientale. En outre, des changements saisonniers se sont produits, notamment une augmentation des précipitations hivernales dans la majeure partie de l’ouest et du nord de l’Europe et une diminution dans le sud de l’Europe et dans certaines parties de l’Europe centrale. Les modèles climatiques prévoient une augmentation générale future des précipitations en Europe du Nord et une diminution en Europe du SudAgence européenne pour l'environnement. Rapport No 2/2009. Water resources across Europe — confronting water scarcity and drought.
Effets sur le vivant
vignette|upright=1.5|La carte des climats de Köppen-Geiger de l’University of East Anglia et le Deutscher Wetterdienst pour la période 1951 à 2000. La classification des climats est fondée sur les précipitations et les températures. La plus connue est la classification de Köppen qui divise la Terre en cinq climats principaux : tropical (A), sec (B), doux de latitude moyenne (C), froid de latitude moyenne (D) et polaire (E). Chacun de ces climats est ensuite divisé en sous-climats selon la pluviosité. À remarquer, la grande ressemblance entre l'image de droite avec celle de la pluviométrie annuelle dans la section précédente.