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Météorologie élémentaire

Utilisation opérationnelle des cartes en altitude (III)

Le tracé des cartes en altitude permet une vue tridimensionnelle de l'atmosphère. Ces cartes donnent la répartition du champ de vents à différents niveaux et sont utilisées en prévision, notamment pour le déplacement des systèmes frontaux et des centres de pression.

Aspects opérationnels

La préparation d'un vol implique une étude attentive du dossier des prévision de vol (flight forecast folder). Ceci est valable tant pour l'aviation civile (pilote de ligne ou privé) que militaire. Je conseille également aux pilotes de planeur, de montgolfière et aux amateurs de parapente à moteur de les consulter.

Les manoeuvres de départ et d'arrivée sont sans nul doute des "points chauds" pour le pilote; le dossier météo comprendra donc les plus récentes prévisions d'aérodrome (TAF et OPMET) non seulement pour la destination, mais aussi pour les dégagements et les aérodromes survolés.

Mais le vol ne se limite pas au décollage et à l'atterrissage. Les conditions météorologiques en altitude seront analysées avec soin sur les cartes d'altitude. Ces conditions détermineront le choix du(des) niveau(x) de croisière (FL), plus rarement celui de la route. Ce choix sera fonction du type d'aéronef et de ses performances (poids, température extérieure), des vents (temps de vol, délestage), et des phénomènes dangereux (orages, givrage et turbulence) que nous avons décrits dans d'autres chapitres.

Le dossier de vol comprend  :

- le bulletin météo de la situation actuelle ainsi que les prévisions (lieux de départ et d'arrivée) sous la forme des codes internationaux METAR, SPECI, TREND FORECAST, TAF, QFE et QNH;

- les cartes isobariques comprenant les données relatives aux vents et aux températures;

- la carte de temps significatif (nuages, orages, givrage et turbulence);

- la carte de tropopause et de jet streams (max wind) pour les pilotes de jet;

- Les avertissements et observations en altitude (SIGMET et AIREP);

- Les coupes verticales (cross-sections) qui ne sont disponibles que sur demande;

- les photos transmises par satellites.

Les adeptes des sports aéronautiques ajouteront éventuellement le radiosondage (emagramme) le plus proche des lieux survolés pour déterminer l'humidité de la masse d'air, les gradients de température et la possibilité de thermiques. 

A télécharger: The complete RAwinsonde OBservation program

Programme d'analyse des paramètres atmosphériques

Composition des cartes d'altitude

Les cartes synoptiques utilisées pour représenter une situation météorologique en altitude sont des cartes de pressions constantes ou cartes de surfaces isobariques. Les pressions choisies pour l'établissement de ces cartes sont reprises ci-dessous.

Carte isobare (mb)

Hauteur moyenne (MSL)

Pieds

Mètres

1000

850

700

500

400

300

250

200

100

50

30

10

400

5000

10000

18000

23500

30000

34000

39000

53000

67500

78000

102000

120

1500

3000

5500

7200

9000

10000

12000

16000

20500

24000

30800

Les sondages de chaque station révèlent la hauteur des différentes pressions standards au-dessus du niveau moyen de la mer. En joignant les points de même altitude de pression (300 mbar par exemple) on obtient une isohypse, comparable à une courbe de niveau d'une carte topographique. La légende des carte signale l'intervalle entre isohypses (200 pieds, 400 pieds, 40 m, etc).

Fondamentalement l'isohypse représente la courbe de contours de même hauteur exprimée en "géopotentiel mètres", gpm en abrégé, au-dessus du niveau de la mer, en assumant que la Terre est une sphère et dans ce cas mètre et géopotentiel mètre sont égaux. Une hauteur de 700 mbar par exemple à 0°C correspond à 2970 mètres géopotentiel ou gpm au-dessus de la mer.

La valeur de l'isohypse varie en fonction de la température de l'air et du degré d'humidité de la colonne d'air située en-desous d'elle. Une isohypse plus faible que la normale indique de l'air froid (creux) tandis qu'une isohypse élevée indique de l'air plus chaud (crête) sous le niveau de pression considéré. L'humidité a un effet mineur sur la hauteur comparé à l'effet de la température. L'air humide provoque une hausse de l'isohypse légèrement supérieure à celle de l'air sec à même température parce que l'air humide est moins dense que l'air sec.

Les zones de pressions de la carte de surface (Anticyclone, Dépression, High, Low) figurent également sur les cartes de pression standards mais ici, ils ne se rapportent plus à la pression elle-même mais bien à l'altitude de la pression considérée; L indique une hauteur (MSL) minimale, H, une hauteur maximale.

Il faut remarquer que les configurations à isohypses fermées, comme les isobares autour d'une zone de hautes pressions sur la carte de surface, tendent à disparaître avec l'altitude pour faire place à des creux et des crêtes (dorsales).

Si les emagrammes, les cartes reproduisant le résultat des radiosondages, sont utiles au vélivole ou au parapentiste pour évaluer les possibilités de thermiques, elles ne sont guères utiles pour le pilote d'avion; son vol peut durer des heures et pendant ce temps, la météo "bouge". C'est pourquoi les services météorologiques établissent des cartes de prévisions couvrant une période de 12, voire même de 24 heures (prognostic charts ou progcharts). 

Avant de dessiner une telle carte, le prévisionniste aura donc estimé jusqu'au terme de la prévision, l'évolution des configurations synoptiques représentées sur les cartes "actuelles". Le progrès aidant, tous les centres utilisent aujourd'hui des modèles numériques.

Exemples de cartes météorologiques mises à disposition 

des pilotes et des adeptes des sports aéronautiques sur Internet

Carte de surface analysée

Vents à 700 mb

Temps significatif

Emagramme

Progchart FL 280-430

Tropopause et vents maximums

Documents Météo Suisse, NOAA/ARL, AvBriefAéro.de la Gruyère, CMC et NWA

Cartes et symboles

Il peut paraître ridicile de dire qu'une bonne discipline consiste à entamer une lecture de carte par la légende. Partir en vol avec une carte périmée, consulter une "200 mb" pour un vol au FL 300 sont des erreurs qui se commettent... Vérifiez toujours le contenu de votre dossier et soyez précis dans votre recherche du temps.

Parmi les renseignements que vous trouverez en légende, citons :

- le bureau d'émission

- le type de carte (pression ... mb, tropopause, temps significatif)

- la période de validité

- les unités de mesure employées

- les intervalles entre isohypses

- le type de projection.

Les cartes de pression standard

Décrivons l'une des cartes de pression standard en prenant pour exemple la carte de l'isobare 300 mb.

Cette carte en altitude présente les indications suivantes :

- les isohypses, lignes continues joignant les points de même hauteur du géopotentiel (MSL). Elles donnent la direction du vent comme les isobares de la carte de surface. Les hauteurs sont indiquées en géopotentiel-mètre (gpm), décamètres ou en centaines de pieds. 

Les lignes interrompues indiquent la direction ainsi que la force du vent (d'ordinaire en noeuds)

- En surimpression sur les isohypses, les jet streams éventuels sont représentés par une flèche épaisse indiquant la direction du courant. La force du jet stream est indiquée en noeuds.

- les températures, à l'intérieur de petits cercles. Attention, les températures ne sont pas nécessairement accompagnées de leur signe, la légende peut porter la mention "toutes les températures sont négatives".

- les zones de vent faible, une isotaque fermée avec l'indication MIN

les cuvettes et les sommets de la pression considérée, marqués des lettres L et H.

La carte de temps significatif

Cette carte donne une image du "temps". Elle ne décrit que les phénomènes qui peuvent influencer le vol comme la nébulosité, l'altitude de l'isotherme 0°C, la turbulence, le givrage, les orages, les cimulonimbus ainsi que la position et le déplacement des systèmes frontaux et les caractéristiques des jet streams. On y dessine les zones nuageuses, les dangers qu'elles peuvent impliquer et les zones de turbulence en air clair (CAT). La légende mentionne les limites verticales de la couche couverte par la carte (sol - 500 mb, FL 100 - 450, etc).

Il est à remarquer que cette carte ne donne aucune indication relative au temps prévu au sol; pour ces informations, il est nécessaire de consulter les messages TAF et METAR.

- Les zones nuageuses, associées très souvent aux fronts, sont délimitées par un tracé ondulé à l'intérieur duquel sont dessinés certains codes et signes conventionnels (type de perturbation, précipitations, etc).  Noter la pérsence de pluie associée à la zone nuageuse.

L'extension verticale des différents phénomènes est donnée après le code par deux FL superposés. Si l'un d'eux est remplacé par "XXX", cela signifie que la limite supérieure ou inférieure du phénomène se situe en dehors de la couche couverte par la carte 

- Les zones de turbulence en air clair sont entourées d'une ligne interrompue. Elles reçoivent un numéro d'ordre qui renvoie à un cadre en bordure de la carte. On pourra y lire l'intensité et l'extension verticale de la turbulence pour la zone concernée. Ici aussi, si l'une des valeurs d'extension est remplacé par "XXX", cela signifie que la limite supérieure ou inférieure de la zone de turbulence se situe en dehors de la couche couverte par la carte. Noter le CAT sévère aux abords du courant jet entre FL 350-240.

- Un centre de haute pression (au sol) sera indiqué par une croix; une flèche et un nombre renseignent le pilote sur le sens et la vitesse de déplacement prévus pour les trois heures à venir.

- Certaines cartes de temps significatif indiquent le niveau de l'isotherme 0°C. Ce niveau s'inscrit en FL à l'intérieur d'un cercle, comme les températures sur la carte isobarique ou la carte de tropopause (ne confondez pas !).

- Des rectangles et des cadres fléchés mentionnent les positions intermédiaires ou la direction des zones de hautes et basses pressions ainsi que, le cas échéant, l'altitude de la tropopause (en mbars).

- Les jet streams éventuels sont représentés par une flèche épaisse indiquant la direction du courant ainsi que sa force (un triangle = 50 noeuds, une grande barre = 10 noeuds, une demi-barre = 5 noeuds).

La carte de tropopause et de vents maximums

Pour mémoire, la tropopause est caractérisée par une modification marquée du gradient vertical de température, plus précisément par une isothermie ou une légère inversion. Les sondages peuvent donc la déceler facilement.

Sur une carte de tropopause nous trouvons les symboles suivants :

- Pour l'aviation militaire, des lignes continues joignant les points de même hauteur (FL) de la tropopause

- En surimpression, les jet streams; deux lignes parallèles terminées par une flèche et entre lesquelles s'inscrivent l'altitude et la vitesse maximale du courant en noeuds

- les zones de tropopause minimales et maximales, L et H sont indiqués dans des cadres fléchés

- les températures, inscrites à l'intérieur de carrés.

- Pour l'aviation civile, la carte de tropopause reprend également les zones de turbulence, de CAT et les ondes de gravité dont les hachures sont codées selon l'intensité du phénomène (plus ou moins gris).

- les jets streams sont représentés par une flèche épaisse sur laquelle est indiquée la vitesse du courant, son FL ainsi que son déplacement latéral.

Dernier chapitre

Les photos satellites

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