Plafond / Couche convective

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Vendredi Seb était optimiste Météo-paraprente.com nous alléchait avec des plafs à plus de 2000… J’étais dubitatif. Purée, m’étais-je planté ???

Je m’emporte, je m’emporte. Je n’ai rien contre Seb, bien au contraire, c’est juste le moyen d’ajouter ici un peu de vécu à un article ennuyeux, l’occasion d’expliquer une fois pour toute les notions de plafond et de couche convective et de partager l’ire que provoque chez moi, la simple évocation de ce site.

Avant de rentrer dans le vif du sujet j’évacue les a priori. Dès leur première mise en ligne c’était mal barré. Météo-parapente, un site ambitieux affublé d’un .com, l’objectif du projet est de générer du cash. La prévision s’appuie alors sur un WRF-ARW présenté comme magique et révolutionnaire, mais surtout gratuit et facile à faire tourner. Le modèle qu’ils utilisent est à chaque fois définitivement le meilleur, cela ne les empêche pas d’en changer régulièrement au gré des circonstances.

Je reviens aux choses sérieuses. Ci-contre, la capture d’écran de leur page d’accueil, ce site nous livre allègrement les plafonds pour chaque heure de la journée, du pain béni …

Il nous faut d’abord nous entendre sur la définition du plafond. Je cite ici Wikipédia, la définition proposée me convient parfaitement

En aéronautique, le plafond d’un aéronef est l’altitude maximale qu’il peut atteindre en vol normal horizontal soutenu (vol en palier).

En ce qui concerne le vol libre et les planeurs en général, la prise d’altitude dépend entièrement des mouvements atmosphériques ascendants. Le plafond résulte alors des phénomènes tels que les couches d’inversion du gradient de température ou les subsidences qui bloquent les ascendances.

Le plafond, pour nous c’est la hauteur ou l’altitude potentiellement exploitable. Cela se complique lorsqu’on aborde ce concept sous son aspect prévision-météo.

Les modèles Arome, WRF, etc. calculent la hauteur de la couche convective. Cette couche convective atmosphérique est nommée aussi limite ou de mélange, pour les anglophones ça donne : mixing convective boundary layer, ou simplement thermal layer. C’est la basse couche de l’atmosphère en contact avec la surface terrestre et qui est directement influencée par cette surface chauffée par le soleil, concrètement c’est la partie de l’atmosphère brassée par les  phénomènes convectifs.

Il faut être précis, ce qui nous intéresse est la couche adiabatique sèche : dry adiabatique layer. Si au jour J, le sommet des cums est à 3000 m et leur base à 1800 m, la couche convective est de 3000 m, mais le plafond pour un parapentiste, ici la couche adiabatique sèche n’est que de 1800 m.

Des modèles, on peut calculer la hauteur de ces 2 couches. Jusqu’aujourd’hui je n’ai trouvé aucun site qui me livre clairement ces 2 données. Je précise que je ne recherche pas ces sites tous les jours, si l’un de nous dispose de liens, je suis preneur. On peut s’attendre à ce qu’un Météo-parapente.com nous livre la couche adiabatique sèche et non la couche convective. Et bien non, j’en suis tombé sur le cul, lorsque ce site était encore gratuit, j’affirme que les plafonds affichés étaient l’ensemble de la couche convective, brut de décoffrage. Je ne peux aujourd’hui refaire ce contrôle puisqu’il me faut « participer » pour avoir les données de la journée. Je n’ai trouvé aucune info sur ce site pour répondre à cette question : ce 6 août la hauteur affichée est-elle la couche convective ou la couche adiabatique sèche ? 

On avance, pour le plafond on va s’en tenir à la couche adiabatique sèche. Il reste un second point et non des moindres. La hauteur de cette couche est donc définie par la hauteur des déplacements verticaux des particules d’air, tant qu’il n’y a pas de condensation et tant que leur vitesse verticale est positive et non nulle.

Je crée pour exemple, une situation météo, un grand classique en août, l’anticyclone en fin de vie s’effondre lamentablement : thermiques pures, subsidence en altitude. En très basse couche de 0 à 1000 m, il nous reste encore suffisamment d’écart entre la courbe d’état et l’adiabatique sèche  pour espérer des Vz de 2 à 2,5m/s, au-dessus les Vz vont s’étioler, 1 m/s de 1000 à 1500 m, puis 0,75 m/s jusqu’à 2000 m, pour finir 0,5 m/s jusqu’à l’inversion définitive à 2500 m. 

on obtiendra donc :

  • Hauteur de la couche adiabatique sèche : 2500 m 
  • Pour un planeur qui chute en spirale à 0,6 m/s, le plafond est de 2000 m. A partir de 2000 la Vz de l’ascendance est inférieure au taux de chute de l’appareil, le bilan est négatif, aucun moyen pour dépasser cette hauteur.
  • Pour un parapente qui chute à plus de 1,5 m/s dans cette configuration, le plafond reste bloqué à 1000 m.

Hauteur de la couche convective, de la couche adiabatique sèche, planeur, delta, Enzo, voile école, aucune info n’est publiée sur les paramètres pris en compte dans le calcul des plafonds, je ne sais même pas si ce calcul est fait.

 

Il me reste encore du venin. Voici l’émagramme calculé par Arome pour aujourd’hui 15 h. Vous constaterez sur la capture d’écran ci-contre que naturellement les basses couches ne sont pas homogènes : IA (instabilité absolue) IS (instabilité sèche) ICL (instabilité convective latente) l’objectif de cet article n’étant pas la lecture des radiosondages, ce sont juste des caractéristiques d’instabilité différentes. Je relève cet exemple car on y trouve une petite couche notée SA (stable absolue) entre 850 et 820 hPa, en gros entre 1500 et 1600 m (flèche rouge), peut-être le reste d’une inversion nocturne dans une masse d’air qui nous vient du Nord. C’est stable absolu mais la couche est limitée en épaisseur et le gradient de température peu important. Les bulles thermiques qui auront emmagasinées suffisamment d’énergie cinétique perceront cette couche, un bon coup de frein sur une 100 aine de m pour repartir jusqu’à 2500 m. Certaines bulles passeront, d’autres non.

Quid du plafond dans ces conditions ? Si le coup de frein fait descendre les Vz de toutes ou d’une partie des bulles en dessous de 1,5 m/s, celles-ci ne seront pas exploitables par nos parapentes. Il nous faut donc appréhender l’énergie cinétique acquise soit la masse et la vitesse des bulles.  

Je prends cet exemple pour montrer qu’une prévision honnête ne peut faire l’impasse sur ces données. Peut-être sont-elles prises en compte, permettez-moi d’en douter. Ce serait utile pour nous et vendeur pour des pros de la météo que de les mettre en ligne.

 

Le sujet étant les plafonds et les couches convectives, je me permets tout de même une petite digression en effleurant la question des fonds de carte utilisés pour les calculs mailles fines. Si pour passer du GFS au WRF, on ne fait que diviser 750 fois au sol la même cellule, ce n’est pas la peine de pousser loin les calculs. MétéoFrance utilise pour Arome les fonds de carte, nature et couverture du sol édités par le BRGM. Il est regrettable de ne pouvoir obtenir chez nos pros, quelques précisions sur les fonds de carte mis en oeuvre.

 

Pour faire bonne mesure et être équitable, ce n’est pas plus clair chez les copains de Topmétéo. Souvent présenté comme le nec plus ultra des sites météo par nos crosseurs les plus pointus. Je n’ai pas d’abonnement, je ne peux donc pas évaluer de la pertinence des prévisions. Publier les infos sur les paramètres et les termes des calculs, quand le boulot est sérieux est le meilleur des arguments pour convaincre l’acheteur potentiel. On est les pros des pros, c’est un peu juste commercialement.

Voici les seules infos que j’ai pu glaner sur leur site, je donne le lien, et je cite :

Notre équipe se compose de météorologues diplômés, de mathématiciens diplômés et du personnel technique. Nous recourons à un modèle propre de simulation météorologique qui est encastré dans le modèle météorologique GFS des Etats-Unis (Global Forecast System). Notre longue expérience dans la modélisation, le développement du logiciel, la statistique et la météorologie médiatique est notre fondation pour développer et offrir des solutions innovatrices dans les secteurs météorologie aérienne et d’énergie éolienne.

Rien de plus … C’est donc un ou l’évolution d’un WRF, pourquoi ne pas s’en prévaloir ?

Sachant que la fondation WRF est composée entre autres de :

  • La NOAA : Le météoFrance des USA
  • Le NCAR : Le National Center for Atmospheric Research est un institut de recherche américain, majeur sur le plan mondial
  • Le PNNL : Pacific Northwest National Laboratory est l’un des laboratoires nationaux du département de l’Énergie des États-Unis
  • Les universités de Miami, de l’Illinois et de Washington.

j’ai du mal à évaluer le nombre de professeurs, de doctorants, d’ingénieurs qui bûchent dessus. Les WRF s’affinent  en permanence. Les codes sources des différents WRF sont documentés, libres de droits et disponibles, aussi  le projet agrège en plus nombre de références en matière de modélisation et de météorologie, nos amis de Topmétéo en sont l’exemple même.

A consulter leur site, nos Topmétéorologistes ont développé l’équation miracle, aussi ne laissent-ils rien filtrer de leurs algorithmes pour protéger leurs avancées techniques. Soit, mais il faut pas non plus nous prendre pour des cruches.

 

 

Il est tout à fait légitime de vendre des tableaux seyants, de belles flèches et de jolies couleurs. Le client d’une Rolex a sciemment acheté une montre de luxe, le bijoutier a vendu l’objet qui valorisera au mieux son propriétaire et non l’outil incontournable pour arriver au bureau à 8h.

 

le 06/08/2017 – Jean Jacques