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MÉTÉOROLOGIE Formation théorique Licence de pilote de planeur Jean Richard Aéro-Club des Outardes [email protected] ✆ 514.279.9014 BIBLIOGRAPHIE Manuels • Manuel du pilote Vol à Voile – Collection SFACT – Cépaduès Éditions (connaissances de base) • Entre Ciel et Terre – (connaissances de base) • Manuel de météorologie – Commandement aérien – TP 9352F (connaissances de base) • La Météorologie du Vol à Voile – T. Bradbury/P. Golicki et al. – Cépaduès Éditions (connaissances avancées) • Handbook of Meteorological Forecasting for Soaring Flight – OSTIV/OMM (connaissances avancées) Documents et sites Web • Métavi – Environnement Canada (connaissances de base et exercices) - http://www.qc.ec.gc.ca/meteo/Documentation_fr.htm • Météorologie, instruction programmée – Environnement Canada (exercices) - http://www.msc-smc.ec.gc.ca/education/msi/index_f.cfm • La météo de A à Z – Lexique – Météo-France (connaissances de base ou avancées) - http://www.meteo.fr/meteonet/decouvr/a-z/index_a.htm • Le temps en Ontario et au Québec – NavCanada (connaissances de base) - http://navcanada.ca/ContentDefinitionFiles/publications/lak/OnQc/OQ33-V.PDF • A.I.P. Canada - section météo – Transports Canada (connaissances de base) - http://www.tc.gc.ca/aviationcivile/Servreg/Affaires/AIP/PDF/AIP-MET-01-05.pdf • Services météorologiques du Canada – Environnement Canada (données météorologiques) - http://meteo.ec.gc.ca/canada_f.html • Prévisions et observations – NavCanada (données météorologiques) - http://navcanada.ca/ • Les nuages – Meteonews (photos et description de nuages) - http://meteonew.free.fr/nuages.htm L'ATMOSPHÈRE • Définition – La masse d'air qui entoure la terre. • Composition – Un mélange de gaz et d’aérosols dont les plus importants sont - l'azote - N2 (78 %) ; - l'oxygène - O2 (21 %) ; - le gaz carbonique CO2(<1 %) ; - la vapeur d'eau H2O (< 1 à 3 %) ; - les aérosols liquides (gouttelettes d’eau) et, - les aérosols solides (cristaux de glace, poussières, pollen, sels marins, fumées, cendres...). Du point de vue météorologique, c'est la vapeur d'eau qui est le gaz le plus important puisqu'elle peut changer d'état et devenir liquide ou solide. • Étendue – L'atmosphère s'étend sur des centaines de kilomètres d'altitude, mais la moitié de sa masse se retrouve en bas de 5500 mètres. • Propriétés – L'atmosphère est inerte (elle a une masse), mobile (fluide), compressible, extensible, et visqueuse. • Divisions – L'atmosphère est divisée en quatre couches en fonction des variations de température avec l'altitude : - la troposphère (couche inférieure – la température diminue avec l’altitude) ; - la stratosphère (la température augmente avec l’altitude) ; - la mésosphère (la température diminue avec l’altitude) et, - la thermosphère (couche supérieure – la température augmente avec l’altitude). La troposphère est la plus importante du point de vue météorologie aéronautique car c'est dans cette couche qu'est concentrée la quasi-totalité de la vapeur d'eau. La tropopause et ses caractéristiques : - limite entre la troposphère et la stratosphère ; - niveau le plus froid de la troposphère ; - niveau où les vents sont généralement à leur maximum. • L'atmosphère type de l'OACI (dans la troposphère) - pression au niveau moyen de la mer : 1013,25 hPa - température au niveau moyen de la mer : 15 °C (273,15 °K) - décroissance de la température avec l'altitude : 6,5 °C/1000 mètres (1,98 °C/1000 pieds) - altitude de la tropopause : 11 000 mètres - température à la tropopause : -56,5 °C Formation théorique page 1 Météorologie Exercices 1. L'élément constituant de l'atmosphère le plus important du point de vue météorologique est: a) la vapeur d'eau b) l'oxygène c) l'azote d) le gaz carbonique 4. La pression barométrique au niveau de la mer de l'atmosphère type de l'OACI estde: a) 1013,25 mm de mercure b) 1013,25 hPa c) 1013,25 kPa d) 101,325 hPa 2. Près de la surface de la terre, l'air contient environ : a) 95 % d'oxygène b) 78 % d'oxygène c) 21 % d'oxygène d) 50 % d'oxygène 5. La température de l'atmosphère-type de l'OACI au niveau moyen de la mer est de : a) 0 °Celsius b) 0 °Kelvin c) 15 °Celsius d) 24 °Celsius 3. La couche atmosphérique la plus importante au point de vue météorologique est : a) la thermosphère b) la troposphère c) la biosphère d) la tropopause 6. Le gradient thermique vertical de l'atmosphère type de l'OACI est de : a) 3,0 °C/1000 pieds b) 3,0 °C/1000 mètres c) 1,98 °C/1000 pieds d) 1,5 °C/1000 pieds Formation théorique page 2 Météorologie CHALEUR ET TEMPÉRATURE • Chaleur – Forme d’énergie transférée entre deux corps suite à une différence de température entre les deux, et gouvernée par les lois de la thermodynamique. • Température – Propriété qui détermine la direction du flux de chaleur entre deux corps (la chaleur se transporte du corps le plus chaud vers le corps le plus froid) • Transport de la chaleur – Le transport de la chaleur dans la nature se fait par : - rayonnement, ou propagation sous forme d’ondes ou de rayons, sans besoin de milieu matériel ; - advection, ou déplacement horizontal de masses d'air ; - convection (brassage par mouvements verticaux et tous les processus associés) ; - conduction (ou par contact - faible contribution car l'air est un mauvais conducteur thermique). • Chaleur latente – Les changements de phase de la vapeur d’eau (passage de gaz à liquide, de liquide à solide ou vice-versa) contribuent au transport de la chaleur car ils absorbent ou libèrent, selon le cas, de la chaleur latente. • Énergie solaire – La principale source de chaleur dans la nature est l'énergie solaire. Le soleil réchauffe la terre par rayonnement, surtout dans le spectre visible et ultraviolet, et la terre réchauffe à son tour la troposphère, également par rayonnement, mais dans le spectre infrarouge. • Répartition de la chaleur à la surface de la terre – Les régions tropicales reçoivent plus d'énergie par rayonnement qu'elles n'en cèdent alors que c'est l'inverse pour les régions polaires. Il fera donc beaucoup plus chaud à l'équateur qu'aux pôles. Les mécanismes atmosphériques (ajoutés à ceux des océans) ont donc pour rôle principal de transporter l’excédent de chaleur tropicale vers les pôles afin de combler le déficit de ces régions, sans quoi les régions tropicales deviendraient de plus en plus chaudes et les régions polaires de plus en plus froides. • Répartition verticale de la chaleur dans l'atmosphère – La troposphère est transparente au rayonnement solaire, mais absorbe le rayonnement terrestre. Elle est donc réchauffée par le dessous et ainsi, la température ira normalement en décroissant de la surface de la terre jusqu'à la tropopause (à une altitude moyenne de 11 km). Il peut toutefois arriver qu'on y observe une augmentation de température avec l'altitude (sur une mince couche). Ce phénomène s'appelle inversion thermique. On en distingue plusieurs types, dont : - l'inversion nocturne – en l'absence de rayonnement solaire, la terre se refroidit plus vite que l'atmosphère au cours de la nuit ; - l'inversion frontale – de l'air chaud glisse au-dessus de l'air froid (front chaud), ou de l’air froid glisse sous l’air chaud (front froid) et, - l'inversion de subsidence – le mouvement descendant d'une masse d'air cause un réchauffement par compression adiabatique. Enfin, il arrive que la température reste constante sur une certaine épaisseur. C'est ce qu'on appelle une couche isotherme. Formation théorique page 3 Météorologie Exercices 1. Le soleil réchauffe la terre par ____ et la terre réchauffe à son tour l'atmosphère par ____ a) rayonnement - conduction b) rayonnement - convection c) rayonnement - rayonnement d) rayonnement - advection 2. En se condensant, la vapeur d'eau a) absorbe de la chaleur latente b) libère de la chaleur latente c) refroidit l'atmosphère d) absorbe de l'énergie potentielle 3. La chaleur se déplace : a) du corps le plus lourd vers le corps le plus léger b) des solides vers les liquides c) des corps à température plus élevée vers les corps à température moinsélevée d) des corps les plus denses vers les corps les moins denses Formation théorique page 4 4. La convection se caractérise : a) par des mouvements verticaux del’air b) par des mouvements horizontaux del’air c) par sa capacité à se propager en dehors de l’atmosphère d) par sa capacité à réfléchir lerayonnement solaire 5. L’air dans la troposphère : a) absorbe le rayonnement solaire b) réfléchit le rayonnement solaire c) diffuse le rayonnement solaire d) laisse passer le rayonnement solaire 6. Une inversion thermique se définit comme étant : a) une augmentation de température avec l’altitude b) une diminution de température avecl’altitude c) un phénomène associé aux changements climatiques d) une augmentation de la température la nuit Météorologie LA PRESSION ATMOSPHÉRIQUE • Poids de l’air – Ayant une masse, l'air est retenu à la surface de la terre par la force gravitationnelle. Il a donc un poids. • Pression atmosphérique – L'air exerce une pression sur toutes les faces des corps qu'il entoure ; c'est la pression atmosphérique. • Valeur de la pression atmosphérique – Théoriquement, la valeur de la pression atmosphérique sur une surface donnée est numériquement égale à celle dupoids de la colonne d’air qui la surplombe et dont la section à la base correspond à cette surface donnée. • Caractéristiques – La pression atmosphérique - s'exerce de toutes les directions autour d'un point (parce que l’air est un fluide) ; - s'exerce perpendiculairement à une surface exposée ; - diminue avec l'altitude, de façon non linéaire (chaque couche d’air est comprimée par celles audessus d’elle); - varie d'un endroit à l'autre à la surface de la terre ou de la mer. • Variations horizontales – Le réchauffement inégal de la surface (dû à la position du soleil et à la nature du terrain) de la terre entraîne les variations de pression dans le plan horizontal. • Unités de mesure – La pression atmosphérique se mesure : - normalement en kilopascals selon les unités SI et, - en hectopascals (hPa) en aéronautique, l'hectopascal correspondant au millibar de l'ancien système de mesure. • Instruments de mesure – La pression atmosphérique se mesure à l’aide : - du baromètre (à mercure, à capsule ou électronique) et, - du barographe (baromètre muni d'un système d'enregistrement dans le temps). • Isobares – Les isobares sont des lignes joignant les points de même valeur de pression sur une cartes d'analyse météorologique de surface. • Systèmes barométriques ou isobariques – Les systèmes atmosphériques synoptiques définis en fonction de la répartition de la pression barométrique sont : - la dépression (la pression la plus basse est au centre du système) ; - le creux barométrique ou thalweg (la pression la plus basse est le long d'un axe) ; - l’anticyclone (la pression la plus élevée est au centre du système) ; - la crête barométrique ou dorsale (la pression la plus élevée est le long d'un axe) ; - le col barométrique (zone d'intersection d'un creux et d'une crête) ; - le marais barométrique (vaste zone sans identité où la pression est uniforme). • Gradient de pression – Le gradient de pression est la différence de pression sur une distance donnée. Sur une carte d'analyse météorologique de surface, il correspond à l'espacement entre les isobares. Plus les isobares sont rapprochées, plus le gradient de pression est élevé. Formation théorique page 5 Météorologie • Courbure isobarique – La courbure des isobares peut être : - cyclonique (le rayon de courbure est orienté vers le centre d'une dépression) ; - anticyclonique (le rayon de courbure est orienté vers le centre d'un anticyclone). • Masse volumique – Masse de l'air par unité de volume (kg/m3). À titre indicatif, la masse volumique de l'air sec au niveau de la mer, à température et pression standard, est d'environ 1,225 kilogramme par mètre cube. • Densité – La densité de l'air est la comparaison entre sa masse volumique réelle et celle de l'hydrogène à 1013,25 hPa et 15 °C. • Thermodynamique – Les variations de la densité de l'air en fonction de la pression et de la température sont d'une grande importance en aéronautique (calcul des performances entre autres). Les relations entre le volume, la température et la pression sont à la base de la thermodynamique. ALTIMÉTRIE • Généralités – L’altimètre est un baromètre anéroïde dont l’échelle correspond à des hauteurs plutôt qu’à des valeurs de pression. Lorsqu’on le soumet à une baisse de pression, il indique un gain d’altitude. Les valeurs d’altitude correspondant à des valeurs de pression données ont été établies en se servant de l’atmosphère type de l’OACI a ainsi été retenue pour établir une valeur d’altitude correspondant à une pression donnée. Le tableau ci-dessous illustre quelques unes de ces valeurs. Pression - hPa 700 750 800 850 900 950 1000 1013,25 Z (m) 3012 2466 1949 1457 988 540 111 0 ∆Z/50 hPa 546 517 492 469 448 429 Z (pi.) 9882 8091 6394 4781 3243 1773 364 0 ∆Z/50 hPa 1791 1697 1613 1538 1470 1409 T °C -4,6 -1,0 2,3 5,5 8,6 11,5 14,3 15,0 • Erreurs d’altimètre – Lorsque l’atmosphère correspond en tous points à l’atmosphère type (ce qui n’est que très rarement le cas), l’altitude indiquée et l’altitude réelle sont identiques. Autrement, il existe un écart, soit parce que la pression au niveau moyen de la mer, la température ou les deux à la fois s’écartent des valeurs types. - Erreur due à la pression – Comme la pression au niveau moyen de la mer varie continuellement d’un endroit et d’un moment à l’autre, l’altimètre n’indique que rarement une altitude conforme en vol. Grâce à un dispositif de compensation et à des méthodes de calage altimétrique, cette altitude peut être rendue exacte lorsque l’aéronef est au sol. Formation théorique page 6 Météorologie - Erreur due à la température – L’erreur altimétrique après calage due aux écarts entre la pression réelle et la pression de l’atmosphère standard à un niveau donné n’est pas très significative. Plus importante est l’erreur causée par les écarts de température. Pour donner un ordre de grandeur, prenons un aéronef volant au niveau de pression 850 hPa, au calage standard de 29,92 pouces de mercure, ce qui donnerait une altitude indiquée de 4781 pieds. En atmosphère standard, la température à ce niveau serait de 5,5 °C et l’altitude réelle serait également de 4781 pieds. Mais supposons une journée d’été chaude et humide où la température à ce même niveau de 850 hPa serait de 18 °C, l’altitude indiquée serait toujours de 4781 pieds, mais l’altitude réelle pourrait approcher ou même dépasser les 5000 pieds. Et si maintenant on choisissait une journée très froide où la température à ce niveau n’était plus que de -25 °C, l’altitude réelle serait aussi basse que 4150 pieds, un écart considérable. • Altimètre et systèmes barométriques synoptiques – En volant à une altitude indiquée constante, sans changer le calage, un aéronef ne volera pas nécessairement à une altitude réelle constante, mais à un niveau de pression constant. La hauteur des niveaux de pression varie en fonction de la température et de la pression au niveau moyen de la mer. En volant à une altitude indiquée constante sans changer le calage altimétrique, un aéronef volera de plus en plus haut s’il se dirige ; - vers une région plus chaude et/ou, - vers un anticyclone. À l’inverse, il volera de plus en plus bas s’il se dirige : - vers une région plus froide et/ou, - vers une dépression. Exercices 1. La pression atmosphérique : a) s'exerce surtout de haut en bas b) est due principalement au poids de l'air c) est plus grande en hiver qu'en été d) est généralement plus faible la nuit que le jour Formation théorique page 7 2. La masse d'un litre d'air sec à -20 °C à une pression de 1000 hPa sera __________ que celle d'un litre d'air sec à 15 °C, également à une pression de 1000 hPa. a) plus faible b) égale c) plus grande d) plus sèche Météorologie 3. Un avion remorque un planeur alors que la température au sol est de 34°C. La course au sol sera ________ et la vitesse au sol ________ que s'il faisait 10 °C. a) plus longue - identique b) identique - identique c) plus longue - plus élevée d) plus longue - moins élevée 4. L'altitude indiquée par votre altimètre au dessus d'un aérodrome sera, par rapport à l'altitude réelle : a) plus haute par temps froid b) plus basse par temps froid c) la même en tous temps d) indépendante de la température de l'air 5. En volant d'un anticyclone vers une dépression sans changer le calage altimétrique, vous devriez vous attendre à ce que votre altimètre : a) surestime l'altitude réelle b) sous-estime l'altitude réelle c) continue à donner l'altitude réelle d) varie selon les changements de température 6. L'augmentation de l'altitude indiquée d'un aéronef en stationnement est le signal de : a) l'augmentation de la température ambiante b) l'approche d'une dépression c) l'approche d'un anticyclone d) l'approche d'une crête barométrique Formation théorique page 8 7. Lorsqu'un aéronef pénètre dans l'espace de classe C, l'ATC lui communiquera normalement le calage altimétrique en vigueur. Le calage altimétrique : a) correspond normalement à 29,92 pouces de mercure b) correspond normalement à 1013,25 hPa c) varie avec la pression barométrique de l'aérodrome d) varie avec la température au sol 8. Si vous devez voler dans une région d'utilisation du calage altimétrique mais que le calage en vigueur n'est pas disponible au décollage, vous devriez : a) afficher 29,92 pouces de mercure b) afficher l'altitude zéro c) afficher l'altitude de l'aérodrome d) afficher la pression au niveau moyen de la mer 9. Sur une carte météo, deux stations se retrouvent le long de la même isobare, mais ont des calages altimétriques assez différents. La cause la plus probable est sans doute: a) la différence de température entre les deux stations b) la différence de latitude entre les deux stations c) la différence de masse d'air entre les deux stations d) la différence d'altitude entre les deux stations Météorologie LA CIRCULATION ATMOSPHÉRIQUE HORIZONTALE • Vent – Déplacement de l'air à l'horizontale dû à des différences de pression. • Vent et gradient de pression – Plus le gradient de pression est élevé, plus le vent risque d'être fort. Sur une carte météorologique de surface, on mesurera la distance entre les isobares pour déterminer le gradient et estimer la force du vent. • Force de Coriolis – Dû à l’effet de Coriolis, le vent tourne, dans l’hémisphère nord, en sens antihoraire autour des dépressions et en sens horaire autour des anticyclones ; dans l'hémisphère sud, c'est l'inverse. • Friction – La force de friction à la surface de la terre agit à l'opposé de la force du gradient et de celle de Coriolis, ce qui ralentit le vent et le défléchit vers la gauche (lévogyre) dans l'hémisphère nord ; ainsi, si le vent souffle du nord à basse altitude, il soufflera plutôt du nord-nord-ouest au sol, et sa vitesse sera moindre au sol qu'en altitude. • Effets locaux et vents locaux (brises) : - effet de vallée – le vent est souvent orienté dans le sens de la vallée ; - effet d'entonnoir – le vent est accéléré en traversant une vallée qui se resserre ; - effet de barrière – le vent contourne ou surmonte une barrière, selon la stabilité de l'air ; - brise de terre – le vent souffle de la terre plus froide vers la mer plus chaude (la nuit surtout) ; - brise de mer – le vent souffle de la mer plus froide vers la terre plus chaude (le jour surtout) ; - vent catabatique ou brise descendante – descend les versants qui se refroidissent ; - vent anabatique ou brise montante – monte le long des versants qui se réchauffent (une des principales sources d'ascendance pour le vol à voile en montagne) ; - ondes orographiques – mouvements oscillatoires du vent en air stable, sous le vent d'un relief ; - rafales – augmentation brève et rapide de la vitesse du vent ; elles se produisent généralement quand l'air est instable en basse altitude ; - grains – augmentation soudaine de la vitesse du vent d'une durée plus longue que celle de larafale ; les grains sont le plus souvent associés aux formations orageuses et aux fronts froids à déplacement rapide ; - microrafales (ou microtornades) – fortes rafales résultant de l'étalement au sol de forts courants descendants ; elles se produisent surtout par temps orageux. • Cisaillement du vent – Changement important de vitesse et/ou de direction entre deux couches horizontales voisines. Formation théorique page 9 Météorologie Exercices 1. Autour d'une dépression, le vent à la surface de la terre a tendance à souffler : a) directement vers le centre de la dépression b) avec un angle d'environ 30 ° vers l’intérieur des isobares c) avec un angle d'environ 30° vers l'extérieur des isobares d) tangentiellement 2. Au lieu de souffler directement vers le centre, les vents tournent autour d'une dépression. Ce phénomène s'explique par : a) le principe de Bernouilli b) l'effet de Coriolis c) la loxodromie d) la loi des gaz 3. Dans l'hémisphère nord, le vent tourne : a) en sens horaire autour d'une dépression b) en sens horaire autour d'un anticyclone c) directement vers une dépression d) directement vers un anticyclone. 4. En descendant en vue d'atterrir, un pilote peut s'attendre à voir le vent : a) faiblir et reculer (lévogyre) b) faiblir et avancer (dextrogyre) c) se renforcer et reculer (lévogyre) d) se renforcer et avancer (dextrogyre) 5. En été, la différence de température entre l'eau fraîche d'une grande étendue d'eau et le sol abondamment chauffé par le soleil engendrera souvent : a) une brise de mer b) une brise de terre c) des cumulonimbus d) du brouillard d'advection Formation théorique page 10 6. En montagne, par vents forts, la turbulence la plus forte est souvent rencontrée : a) près du sol b) du côté au vent des pics ou des crêtes c) du côté sous le vent des pics ou des crêtes d) dans l'onde orographique 7. En présence de l'effet de vallée, il est possible de rencontrer : a) des vents plus forts au sol qu'en altitude b) du cisaillement du vent c) des vents qui reculent en montant au lieu de virer d) toutes ces réponses 8. Les ondes orographiques se forment généralement : a) au-dessus de la mer par vents forts b) en montagne par vent fort c) lorsque l'air est très instable d) plus souvent en été qu'à l'automne 9. Les vents anabatiques sont caractéristiques des : a) dépressions b) anticyclones c) régions montagneuses d) plaines désertiques 10. Lorsque du cisaillement de vent est prévu, on peut s'attendre à des : a) changements marqués de direction entre deux niveaux voisins b) rafales importantes au décollage c) de fortes ascendances d) des ondes orographiques Météorologie 11. Lors d'une approche avec vent de face, le pilote doit, à cause du cisaillement du vent, s'attendre à ce que : a) sa vitesse indiquée ait tendance à augmenter b) sa vitesse indiquée ait tendance à diminuer c) sa vitesse au sol ait tendance à diminuer d) sa vitesse reste constante sans qu'il n'ait à réagir Formation théorique page 11 12. Si en consultant une carte météorologique d'analyse de surface on constate que les isobares sont très rapprochées, on peut s'attendre à : a) de fortes précipitations b) un dégagement du ciel c) des vents forts d) de l'air très instable Météorologie TURBULENCE ET CIRCULATION VERTICALE • Turbulence – perturbation ou irrégularité de l'écoulement atmosphérique, le plus souvent associée aux mouvements verticaux de l'air. • Stabilité de l'air – Si une particule d'air est soulevée dans l'atmosphère, elle tendra à - revenir à son niveau d'origine si l'air est stable ou, - continuer son ascension par elle-même si l'air est instable. • Refroidissement adiabatique - une particule d'air soulevée se refroidit car elle se détend (augmente de volume) à cause de la pression moindre en altitude ; ce refroidissement sera adiabatique si aucun échange de chaleur n'a lieu entre la particule et son environnement. • Gradient adiabatique – Environ 3,0 °C/1000 pieds dans l'air non saturé et moindre dans l'air saturé – ne pas confondre avec le gradient thermique standard OACI (1,98 °C/1000 pieds). • Relations entre le gradient thermique vertical et la stabilité de l'air – L'air sera instable si son gradient thermique vertical est égal ou supérieur au gradient adiabatique. • Relations entre la stabilité et les mouvements verticaux - air instable – une particule monte par elle-même – convection libre; - air stable – une particule ne montera que si elle reçoit une poussée continuelle – convectionforcée. • Inversion thermique - Accroissement de température avec l'altitude (air très stable). • Modification de la stabilité de l'air – Le réchauffement par en dessous déstabilise la masse d'air alors que l'advection d'air chaud en altitude la stabilise. • Stabilité et turbulence – L'instabilité est une source importante de turbulence car elle est propice aux mouvements convectifs libres (verticaux). • Stabilité et vent au sol – La différence entre la vélocité du vent en altitude et celle du vent au sol sera moindre en air instable ; aussi, le vent au sol a tendance à augmenter lorsque l'air devient instable (comme lors du réchauffement diurne). • Stabilité et rafales – Les rafales sont généralement associées à l'air instable. • Stabilité et visibilité – Une mauvaise visibilité (en dehors des précipitations) est généralement associée à une masse d'air très stable. • Stabilité et ascendances en vol à voile – Les ascendances thermiques et les brises montantes (vol de pente) se manifestent dans l'air instable. Le vol d'onde, à l'opposé, ne se manifestera habituellement qu'en air stable (à la hauteur du sommet du relief). Formation théorique page 12 Météorologie Exercices 1. La stabilité verticale de l'atmosphère est fonction a) de la température de l'air b) du point de rosée c) du gradient vertical de pression d) du gradient vertical de température 2. En été, la hauteur des cumulus formés par la convection à partir du sol sera dépendante de: a) la température du point de rosée b) l'instabilité de l'air c) la température de l'air d) l'écart entre la température de l'air et celle du point de rosée Formation théorique page 13 3. Une particule d'air chaud soulevée du sol et montant en convection libre se refroidira au taux de : a) 1,98 °C/1000 pieds tant que l'air n'est pas saturé b) 1,5 °C/1000 pieds tant que l'air n'est pas saturé c) 3,0 °C/1000 pieds tant que l'air n'est pas saturé d) 1,98 °C/1000 pieds dans l'air saturé 4. Une inversion thermique est définie comme étant : a) une surchauffe du moteur en vol inversé b) une augmentation de la température avec l'altitude c) la présence d'air plus chaud derrière un front froid d) de l'air descendant en périphérie des cumulus Météorologie HUMIDITÉ ET VAPEUR D'EAU • Air sec : qui ne contient aucune vapeur d'eau – n'existe pas comme tel dans la nature. • Air humide : contient de la vapeur d'eau en quantité indéterminée. • Air saturé : ne peut contenir davantage de vapeur d'eau ; tout ajout de vapeur d'eau dans de l'air saturé entraînerait normalement la condensation du surplus. • Tension de vapeur : pression partielle de la vapeur d’eau dans l’atmosphère. • Humidité spécifique : rapport entre la quantité de vapeur d’eau et d’air humide – exprimée en grammes de vapeur d’eau par kilogramme d’air humide. • Rapport de mélange : rapport entre la quantité de vapeur d’eau et d’air sec – exprimé en grammes de vapeur d'eau par kilogramme d'air sec. • Humidité relative : rapport entre le rapport de mélange réel et le rapport de mélange à saturation, exprimé en pourcentage. • Relation saturation, température et pression : à pression constante, une particule d'air atteint la saturation par refroidissement. • Température du thermomètre mouillé : température atteinte en évaporant de l'eau jusqu'à saturation dans une particule d'air (le processus d'évaporation absorbe de la chaleur dans la particule). • Point de rosée : température à laquelle on atteint la saturation lors du refroidissement d'une particule d'air à pression constante. Une diminution de la pression entraîne un abaissement du point de rosée. • Changements de phase (ou d'état) de l'eau dans l'atmosphère et les transferts de chaleur : - fusion : passage de l'état solide (glace) à l'état liquide (eau) – absorption de chaleur ; - congélation : passage de l'état liquide (eau) à l'état solide (glace) – libération de chaleur ; - évaporation (ou vaporisation) : passage de l'état liquide (eau) à l'état gazeux (vapeurd'eau) – absorption de chaleur ; - condensation liquide : passage de l'état gazeux (vapeur d'eau) à l'état liquide (eau) – libération de chaleur ; - sublimation : passage de l'état solide (glace) à l'état gazeux (vapeur d'eau) – absorption de chaleur. - condensation solide (parfois appelée sublimation) : passage de l’état gazeux (vapeurd’eau) àl’état solide (glace) – libération de chaleur. • Noyaux de condensation et de congélation – La présence dans l'atmosphère de particules solides contribue à déclencher les processus de condensation et de congélation. • Eau surfondue : eau à l'état liquide à des températures inférieures au point de congélation. On peut trouver de l'eau surfondue à des températures aussi basses que -30 °C. Formation théorique page 14 Météorologie • Gradient pseudo-adiabatique et gradient saturé – Une particule en ascension se refroidit par détente, à un taux adiabatique. Si la diminution de pression tend à l'éloigner de la saturation, la diminution de température l'en rapproche. L'effet de la température étant plus marqué, on atteindra la saturation à un point appelé niveau de condensation. Toute ascension ultérieure sera accompagnée de condensation de la vapeur d'eau en excès. La condensation libérant de la chaleur latente, le taux de refroidissement sera moindre. Ce nouveau taux de refroidissement sera appelé gradient pseudo-adiabatique (l'eau liquide quitte la particule) ou gradient saturé (l'eau liquide demeure dans la particule). Les gradients pseudo-adiabatique et saturé sont surtout fonction de la température de la particule. Plus l'air est chaud, plus ils sont faibles (de l'ordre de 1,4 °C/1000 pieds à 20 °C dans la basse couche, alors qu'à -50 °C, ils sont très près du gradient adiabatique en air non saturé, soit 3 °C/1000 pieds). Exercices 1. Il est possible de trouver, dans l'atmosphère, de l'eau à l'état liquide à destempératures : a) inférieures à 0 °C b) inférieures à -15 °C c) inférieures à -30 °C d) toutes ces réponses 3. Le plus grand risque associé à l'eau surfondue pour un aéronef en vol est a) la mauvaise visibilité b) la formation de buée dans le pare-brise c) la gelée d) le givrage 2. Lorsque de la vapeur d'eau passe directement à l'état solide, on dit qu'il y a a) congélation solide ou sublimation b) congélation gazeuse c) surfusion d) adiabatique Formation théorique page 15 4. Plus la température du point de rosée est élevée, plus a) l'air est sec b) l'humidité relative est élevée c) l'humidité spécifique est élevée d) l'humidité relative est basse Météorologie NUAGES, BROUILLARD, PRÉCIPITATIONS ET GIVRAGE • Constitution physique des nuages et du brouillard – Gouttelettes d'eau (brouillard, brouillard givrant et nuages des étages inférieur et moyen) ou cristaux de glace (brouillard glacé et nuages de l'étage supérieur). • Formation des nuages ou du brouillard – Condensation (liquide ou solide) par refroidissement de l'air humide jusqu'à saturation ou ajout de vapeur d'eau jusqu'à saturation. • Processus de formation - refroidissement adiabatique par soulèvement d'une particule ou d'une masse d'air ; - rayonnement terrestre et conduction ; - advection d'une masse d'air sur une surface froide ou une couche d’air plus froid ; - évaporation, par évapotranspiration, à la surface d'un plan d'eau ou dans les précipitations. • Noyaux de condensation ou de congélation – Particules hygroscopiques en suspension dans l’air, qui déclenchent le processus - poussières minérales ou végétales, sel marin ; - cristaux de glace... • Classification des nuages - étage inférieur (de la surface à 2000 mètres ou 6500 pieds) - cumulus - Cu ; - cumulus fractus - Cf ; - stratocumulus - Sc ; - stratus - St ; - stratus fractus - Sf ; - étage moyen (2000 à 6000 mètres ou 6500 à 20 000 pieds) - altocumulus - Ac ; - altostratus - As ; - nimbostratus - Ns (on le classe parfois dans l’étage inférieur, parfois à part) ; - étage supérieur (plus de 6000 mètres) - cirrus - Ci ; - cirrocumulus - Cc ; - cirrostratus - Cs ; - nuages à développement vertical (empiétant sur plusieurs étages) - cumulus congestus - Tcu ; - cumulonimbus - Cb ; - altocumulus castellanus - Acc. Formation théorique page 16 Météorologie • Types de brouillard (FG) - brouillard de rayonnement (surtout le matin, par ciel clair et vent léger) ; - brouillard d'advection (vent doux et humide sur une surface froide - fréquent en hiver danslesrégionscôtières) ; - brouillard de pente (sur les versants au vent) ; - brouillard d'évaporation (avec les précipitations - la pluie et la bruine surtout) ; - brouillard frontal (surtout avec les fronts chauds). • Caractéristiques de certains brouillards - brouillard glacé (par températures très basses) – ne laisse pas de dépôt qui adhère aux objets ; - brouillard givrant (FZFG) – laisse un dépôt de givre blanc sur les objets. • Brouillard et brume – Par convention, le brouillard (FG ou FZFG) réduit la visibilité à moins d'un kilomètre (≤1/2SM). La brume (BR) est en partie composée de gouttelettes d'eau ou de fins cristaux de glace et d’autres particules. La brume sèche (HZ) ne contient pas de gouttelettes d'eau. • Types de précipitations - pluie (RA) – tombe des Sc, Tcu, Cb, Ns, As, Ac et Acc ; - pluie surfondue ou verglaçante (FZRA) – tombe des Sc, Tcu, Cb, Ns, As, Ac et Acc ; - bruine (DZ) – tombe des St ou des Sf ; - bruine surfondue ou verglaçante (FZDZ) – tombe des St ou des Sf ; - neige (SN) – tombe des mêmes nuages que la pluie ; - neige en grains (SG) – tombe des mêmes nuages que la bruine ; - neige roulée (SP) – tombe des Tcu et Cb ; - grésil (PL) – tombe des Ns, Tcu et Cb ; - grêle (HA) – tombe des Cb ; - cristaux de glace (IC) – tombent d'un ciel sans nuages. • Caractère des précipitations - continues, – tombent surtout des St, Ns et As ; - intermittentes – tombent surtout des Sf, Sc et Ac ; - en averses (SH) – tombent des Tcu, Acc et Cb. • Givrage sur les aéronefs - gelée blanche – dépôt sur l'aéronef au sol, parfois en vol, dans l'air relativement humide ; - givre blanc – dépôt sur l’aéronef en vol, dans les nuages stratiformes surtout ; - givre transparent ou verglas – dépôt sur l’aéronef en vol ou au sol, sous la pluie ou la bruine verglaçante ainsi que dans les cumulonimbus ; - givre mélangé – mélange de givre blanc et de givre transparent, dans les nuages convectifs à grand développement vertical. Formation théorique page 17 Météorologie Exercices 1. Parmi les nuages suivants , lesquels présentent le risque le plus élevé de turbulence importante : a) AS, CS, CI b) ACC, TCU, CB c) CF, CU, SC d) NS, AC, SF 6. Le brouillard de rayonnement se formera plus probablement : a) la nuit par temps clair et vent léger b) la nuit par temps couvert et humide c) la nuit par temps humide et venteux d) le jour lorsqu'il pleut 7. Le givrage sur un aéronef en vol peut affecter : a) la vitesse de décrochage b) la position du centre de gravité c) les indications de certains instruments d) toutes ces réponses 2. La base des altocumulus se situe généralement entre: a) le sol et 3000 pieds b) le sol et 6500 pieds c) 6500 pieds et 20 000 pieds d) 10 000 pieds et 25 000 pieds 8. Le givre blanc se formera habituellement sur un aéronef volant : a) dans la pluie surfondue (verglaçante) b) dans la neige c) dans un nuage (température < 0 °C) d) dans la grêle ou le grésil 3. La bruine est généralement associée à : a) un cumulonimbus b) un nimbostratus c) un cumulus congestus ( TCU) d) un stratus 4. La turbulence forte est généralement associée aux : a) cumulonimbus et cumulus congestus (TCU) b) altocumulus lenticulaires c) cirrus et cirrostratus d) toutes ces réponses 5. Le brouillard de rayonnement se forme lorsque : a) les rayons du soleil chauffent le sol humide b) les nuages diffusent le rayonnement solaire c) la terre perd sa chaleur par rayonnement la nuit d) un banc de brouillard s'étend par rayonnement Formation théorique page 18 9. Le sommet d'un cumulonimbus peut facilement se situer : a) entre 6500 pieds et 10 000 pieds b) entre 10 000 pieds et 20 000 pieds c) entre 4000 pieds et 6500 pieds d) entre 30 000 pieds et 50 000 pieds 10. Lequel des éléments suivants représente le plus grand risque lorsqu'on vole à proximité d'un cumulonimbus ? a) La foudre b) Les éclairs c) La grêle d) La turbulence Météorologie 11. Un cumulus congestus pourra donner les précipitations suivantes : a) grêle, grésil, neige roulée b) bruine, neige en grains, bruine verglaçante c) grésil, neige roulée, neige ou pluie en averses d) toutes ces réponses 13. Un stratus est souvent associé à une inversion. a) Vrai b) Faux c) En hiver seulement d) En été seulement 12. Un nimbostratus est davantage associé à : a) un front froid b) une occlusion c) un front chaud d) un thalweg Formation théorique page 19 Météorologie LES ORAGES • Description – électrométéore parfois violent • Conditions propices à la formation et au développement des orages - air instable jusqu'à une altitude élevée ; - point de rosée élevé – ≥18 °C : propice au développement d'orages violents ; - facteurs de soulèvement de l'air – convection, orographie, fronts et cisaillement du vent ; - cisaillement du vent en altitude – les supercellules se développent habituellement en présence de forts courants-jets en altitude. • Stades d’évolution – cumulus, maturité (cumulonimbus et précipitations) et dissipation. • Particularités - cellules de 5 à 45 km de diamètre – davantage pour les complexes multicellules ; - durée moyenne de 20 à 90 minutes. • Risques associés aux orages - turbulence forte ou extrême, parfois à plus de 5 km et même jusqu'à 20 km du cumulonimbus ; - grêle – peut facilement bosseler le revêtement de l'aéronef ; - foudre – danger réel avec les planeurs en bois ou en matériaux composites non protégés ; - vents – grains, rafales, microrafales (microtornades) ou tornades ; - givrage fort dans les nuages ou les précipitations ; - visibilité réduite dans les fortes précipitations. Exercices 1.Des orages se formeront plus volontiers à l'approche d'un front froid si : a) l'air froid est humide et instable b) l'air chaud est humide et instable c) la pression atmosphérique est basse d) la visibilité est très basse 2. La turbulence à proximité d'un cumulonimbus peut être ressentie : a) à proximité du nuage seulement b) en dessous du nuage seulement c) en dedans de 500 pieds de la base seulement d) dans un rayon de plus de 20 kilomètres du nuage Formation théorique page 20 3. Parmi les phénomènes suivants, lequel a la plus grande probabilité d'être un signe avant-coureur de la formation d'une tornade ? a) Des éclairs forts et rapprochés b) De fortes rafales au sol c) La présence d'un entonnoir nuageux d) Une vaste enclume au sommet d'un cumulonimbus Météorologie FRONTS ET MASSES D'AIR • Masses d'air – Un vaste volume d'air, s'étendant sur des centaines de kilomètres, dont la température potentielle et l'humidité spécifique sont sensiblement constantes. Les masses d’air sont classées selon qu’elles ont séjourné sur des régions : - maritimes (plus humides) ou, - continentales (plus sèches), et selon qu’elles proviennent des régions arctiques, polaires ou tropicales. En Amérique du Nord, on reconnaît généralement quatre types de masses d’air, soit la continentale arctique (cA), la maritime arctique (mA), la maritime polaire (mP) et la maritime tropicale (mT). • Fronts – Les fronts sont des zones de transition relativement étroites entre deux masses d’air. On distingue les fronts : - froids – l'air froid chasse l’air chaud et glisse dessous ; - chauds – l'air chaud pousse l’air froid et glisse au-dessus ; - occlus – lorsqu’un front froid rattrape un front chaud et, - stationnaire – lorsque le front ne bouge plus. Les fronts ne sont pas des surfaces verticales, mais inclinées ; la pente sera : - faible dans le cas des fronts chauds (valeur typique de 1/250) et, - forte dans le cas des fronts froids (valeur typique de 1/50). • Nuages et précipitations associés aux fronts chauds - l'avance d'un front chaud se caractérise souvent par la succession des Ci, Cs, As, Ns ; - des TCu ou Cb peuvent être imbriqués dans le Ns lorsque la masse d'air chaud est instable ; - les précipitations sont continues ou intermittentes lorsque la masse d’air chaud est stable et en averses lorsqu’elle est instable. • Nuages et précipitations associés aux fronts froids - Acc, Tcu, Cb ; - précipitations le plus souvent en averses. • Changements associés au passage d'un front - le vent vire (sa direction augmente) et se renforce ; - la visibilité s'améliore (de façon plus marquée au passage du front froid) ; - la température augmente rapidement au passage d'un front chaud ; au passage d'un front froid, elle diminue, mais l'effet n'est pas toujours immédiat (il peut même y avoir un bref réchauffement précédant le refroidissement) ; - le point de rosée augmente au passage d'un front chaud et diminue au passage d'un front froid et, - la pression atmosphérique augmente (changement plus marqué avec le front froid). • Fronts occlus et fronts stationnaires – Le temps associé au passage d’un front occlus s’apparente tantôt à celui d’un front froid et tantôt à celui d’un front chaud, selon la position de la masse d’air la plus froide. Le front stationnaire s’apparente davantage au front chaud. Formation théorique page 21 Météorologie Exercices 1.Au passage d'un front chaud, on peut s'attendre à voir la visibilité : a) s'améliorer b) diminuer un peu c) restée inchangée d) diminuer considérablement 2. En traversant un front, on peut s'attendre à des changements : a) du point de rosée b) de la direction du vent c) de la température de l'air d) toutes ces réponses 3. Au passage d'un front froid, on doit s'attendre à voir le vent : a) virer et se renforcer b) virer et faiblir c) reculer et se renforcer d) reculer et faiblir 5. La pente d'un front chaud est beaucoup plus faible que celle d'un front froid. a) Vrai b) Faux c) Elle est la même d) Elle est plus grande en été et plus faible en hiver 6. Le type de temps associé à un front stationnaire s'apparente davantage à celui associé à : a) un front froid b) un front occlus c) un front chaud d) une vallée d'air chaud en altitude 4. L'apparition successive dans le ciel des nuages suivants : cirrus, cirrostratus, altostratus, nimbostratus est probablement le signe de l'approche : a) d'un front froid b) d'une masse d'air froid c) d'un front chaud d) d'un orage Formation théorique page 22 Météorologie LES BULLETINS MÉTÉO • METAR – Observation météorologique horaire METAR CYMX 172000Z 30015G25KT 3/4SM -SN BLSN BKN008 OVC040 M05/M08 A2992 RMK SF5NS3 SLP134 = METAR – Observation régulière, émise une fois l’heure CYMX – Indicatif de la station 172000Z – Date et heure de l’observation (jour, heure, minute temps universel) 30015G25KT – Vélocité du vent, direction en degrés vrais, vitesse et rafale en nœuds 3/4SM – Visibilité dominante en milles terrestres -SN BLSN – Temps significatif (codes ci-dessous) BKN008 OVC040 – État du ciel (codes ci-dessous) en centaines de pieds au-dessus du sol M05/M08 – Température et point de rosée en degrés Celsius A2992 – Calage altimétrique en pouces de mercure RMK – Section des remarques SF5NS3 – Genre de nuages et opacité en octas SLP134 – Pression au niveau de la mer (MSL), dizaines, unités et dixièmes d’hectopascals (hPa) • SPECI – Observation météorologique spéciale SPECI CYGL 021948Z 19010G20KT 1 1/2SM -FZDZ BR OVC005 RMK FG2ST6= SPECI – Observation spéciale émise entre les heures Le décodage des autres éléments est similaire à celui des METAR. La température, le point de rosée et le calage altimétrique sont généralement omis. • METAR ou SPECI AUTO – Observation météorologique d’une station automatique METAR CYHU 022200Z AUTO 02004KT 4SM CLR M03/M08 A3051 RMK SLP334= La mention AUTO sert à identifier ce type d’observation. Formation théorique page 23 Météorologie Codes de temps significatif Intensité Descripteur Précipitations Obstacles à Proximité la vue Faible MI Mince DZ Bruine BR Brume - Banc(s) RA Pluie FG Brouillard PO Tourbillons de poussière SQ Grains PR Partiel SN Neige FU FC Au DR voisinage BL Bas(se) SG Élevé(e) SH Averse(s) TS Orage Modéré(e) BC + VC Autres Fort(e) Fumée Neige en VA Cendres +FC grains volcaniques IC Cristaux de DU Poussière SS glace +SS PL Grésil SA Sable GR Grêle FZ Verglaçant(e) GS Neige roulée UP HZ Brume sèche DS +DS Entonnoir nuageux Entonnoir tornade b de Tempête sable Forte tempête de sable Tempête de poussière Forte tempête de poussière Inconnues (AWOS) Codes de l’état du ciel SKC FEW SCT BKN OVC CLR VV Ciel clair Quelques nuages Nuages épars Couche fragmentée Ciel couvert Ciel clair - station AUTO Ciel obscurci (visibilité verticale) Formation théorique Aucun nuage 1 ou 2 octas 3 ou 4 octas 5 à 7 octas 8 octas Couche au sol page 24 Météorologie Exercices METAR CYYC 151100Z 09005KT 1 1/2SM -SN BR OVC003 00/00 A2990 RMK F6SF2 SLP009= METAR CYEG 151100Z 00000KT 15SM FEW018 BKN040 OVC095 M00/M02 A2996 RMK CF2SC3AC3 SLP141= METAR CYZF 151100Z 28005KT 12SM -SN FEW015 OVC025 M11/M13 A2988 RMK SF1SC7 SLP105= METAR CYYQ 151100Z 34015G30KT 1/2SM -SN BLSN VV005 M05/M07 A2975 RMK S8 SLP002= METAR CYSC 151100Z AUTO 04002KT 9SM BKN050 BKN090 00/M01 A3032 RMK SLP244= METAR CYHZ 151100Z 00000KT 15SM BCFG FEW020 SCT100 SCT250 M00/M02 A3038 RMK CU1AS2CI0 SLP299= METAR CYYT 151100Z 00000KT 0SM FG VV000 07/07 A3019 RMK F8 SLP212= 1. Calage altimétrique à Calgary (CYYC)? 2. Température et point de rosée à Churchill (CYYQ)? 3. Vitesse et la direction du vent à Churchill (CYYQ)? 4. Genres de nuages à Sherbrooke (CYSC)et Halifax (CYHZ) ? 5. État du ciel à Edmonton (CYEG)? 6. Visibilité à Calgary (CYYC)? 7. Quelle(s) station(s) signale(nt) la meilleure visibilité? 8. Quelle(s) station(s) signale(nt) la couche de nuages la plus basse et quelle en est la hauteur? Formation théorique page 25 Météorologie • Le TAF – Prévision d’aérodrome TAF CYMX 291145Z 291212 30015G30KT WS005/17010KT 3SM -SN BKN010 OVC040 TEMPO 1801 11/2SM -SN BLSN BKN008 PROB30 2022 1/2SM SN VV005 FM0130Z 28010KT 5SM -SN BKN020 BECMG 0608 P6SM NSW RMK NXT FCST BY 18Z TAF – Prévision d’aérodrome CYMX – Indicatif de la station 291145Z – Date et heure d’émission de la prévision (jour, heure, minute temps universel) 291212 – Date et période de couverture 30015G30KT – Vélocité du vent, direction en degrés vrais, vitesse et rafale en nœuds WS005/17010KT – Cisaillement du vent à bas niveau (hauteur AGL et vélocité au sommet) 3SM – Visibilité dominante en milles terrestres -SN – Temps significatif (voir tableau METAR) – NSW : aucun temps significatif BKN010 OVC040 – État du ciel, hauteur en centaines de pieds au-dessus du sol – CB signalés VV005 – État du ciel obscurci – visibilité verticale en centaines de pieds PROB30 – Probabilité de conditions basses ou potentiellement dangereuses, en pourcentage FM0130Z – Changement rapide et permanent des conditions (tous les éléments) BECMG 0608 – Changement graduel et permanent des conditions (un ou plusieurs éléments) TEMPO 1801 – Changement temporaire des conditions (un ou plusieurs éléments) RMK – Remarques Formation théorique page 26 Météorologie Exercices TAF CYVR 101745Z 101818 VRB03KT P6SM SCT015 SCT250 FM0630Z VRB03KT P6SM SCT100 BKN250 FM1100Z 29010KT P6SM SCT040 OVC080 BECMG 1415 31015G25KT NXT FCST BY 21Z= TAF CYYC 101745Z 101818 30003KT P6SM SCT250 FM2200Z 24007KT P6SM SCT100 BKN250 TEMPO 2204 BKN100 BKN250 FM0400Z 24007KT P6SM SCT050 BKN100 PROB30 0411 5SM TSRA BKN050CB FM1100Z 24007KT P6SM SCT100 SCT250 NXT FCST BY 21Z = TAF AMD CYYZ 101940Z 101918 28015G25KT P6SM SCT020 BKN040CB TEMPO 1922 4SM -SHRA BR BKN020 0VC040CB FM0300Z 29015KT P6SM BKN040 TEMPO 0312 SCT040 FM1200Z 29010KT P6SM SCT040 NXT FCST BY 21Z= TAF CYUL 101745Z 101818 26010KT P6SM BKN025 BKN080 TEMPO 1724 -SHRA SCT015 BKN080 FM0015Z 27010KT P6SM BKN025 TEMPO 0017 -SHRA NXT FCST BY 24Z= TAF AMD CYYT 101815Z 101817 05005KT P6SM OVC006 TEMPO 1820 SCT006 BKN015 FM2000Z VRB03KT P6SM SCT025 TEMPO 2003 BKN025 FM0300Z 18015KT P6SM SCT006 BKN025 TEMPO 0305 3SM BR BKN006 OVC025 FM0500Z 16015G25KT WS008/02030KT 3SM BR SCT004 OVC010 TEMPO 0513 1/2SM FG OVC004 NXT FCST BY 24Z= 1. CYVR : vent prévu à 19Z 6. CYYZ: conditions prévues à 20Z a) vent b) visibilité/temps c) état du ciel 2. CYVR : conditions prévues à 16Z a) vent b) visibilité/temps c) état du ciel 7. CYYZ: conditions prévues à 00Z a) état du ciel b) visibilité 3. CYYC: visibilité prévue à 19Z 4. CYYC: conditions prévues à 09Z a) visibilité/temps b) état du ciel/type de nuages 8. CYUL: précipitations prévues entre _____ Z et _____ Z. 5. CYYZ: types de nuages prévus à 19Z 9. CYYT: conditions prévues à 19Z 10. CYYT: visibilité et conditions prévues à 06Z Formation théorique page 27 Météorologie • PIREP – Rapports de pilote UACN10 CYBL 061757 VR UA /OV 5W CYBL 1757 FL 045 /TP DHC2 /SK CIG 060 BKN /TA 0 /RM ONCL -SHSN BETW CYQQ & CYBL ... YBL FSS /OV – Position /FL – Niveau de vol /TP – Type d’aéronef /SK – Conditions du ciel /TA – Température /TB – Turbulence /IC – Givrage /RM – Remarques Conditions pertinentes à l’envoi d’un rapport de pilote - Plafond inférieur à 2000 pieds - Visibilité inférieure à 3 milles terrestres - Précipitations modérées ou fortes - Turbulence significative - Givrage - Orages - Vents supérieurs à 50 nœuds - Conditions significatives différentes de celles prévues ou rapportées • SIGMET – Avertissement de conditions dangereuses WWSCN34 CWUL 132108 SIGMET M6 VALID 132105/140105 CWULWTN AREA BOUNDED BY /5121N06738W/60 NE MANICOUAGAN - /5222N06317W/30 N LAC EON - /5013N06000W/20 SW CHEVERY - /4913N05708W/10 E DEER LAKE - /4832N05918W/30 W STEPHENVILLE - /4916N06429W/30 N GASPE /4958N06638W/20 SW SEPT ILES - /5121N06738W/60 NE MANICOUAGAN. SEV CLR ICG FCST BLO 30 AGL. AREA MOVG NEWD 20KT. LTL CHG. END/CMAC-E/DWT • FD – Prévisions des vents et des températures en altitude FCST BASED ON 061200 DATA VALID 071200 FOR USE 06-17 3000 6000 9000 12000 18000 WUF 51N 75W 3424 3429-06 3428-10 3327-15 3229-25 YMT 3425 3534-05 3432-09 3434-14 3338-25 YMW 3524 3426-03 3327-07 3331-12 3338-25 YQB 3226 3438-06 3443-09 3347-14 3355-27 YSC 3121 3232-06 3341-08 3345-14 3353-26 Formation théorique page 28 Météorologie • Le GFA – Prévision de zone sommet • Nuages : étendue – type de nuages – hauteur base en centaines de pieds ASL sommet • Givrage et turbulence : type – hauteur base en centaines de pieds ASL • Abréviations du temps significatif : voir les tableaux de la section METAR • Autres abréviations AGL ASL CIG CST ELY EMBDD ERN FLO FQT GVG Niveau sol Niveau mer Plafond Côte De l'est Imbriqué À l'est Flux Fréquent Donnant Formation théorique LLWS LYRS NELY NLY NMRS NRN NWLY OBSCD ONSHR PYCHY Cisaillement bas En couches Du nord-est Du nord Nombreux Au nord Du nord-ouest Obscurci Littoral En bancs page 29 SELY SLY SRN SVRL SWLY SXNS UPSLP VSBY WLY WRN Du sud-est Du sud Au sud Plusieurs Du sud-ouest Sections Versant au vent Visibilité De l'ouest À l'ouest Météorologie • AIRMET – Modification aux prévisions de zone WACN34 CYQX 200720 AIRMET A1 ISSUED AT 0720Z CYQX - AMEND GFACN34 CWUL 200530 ISSUE WTN AREA /4607N06441W/MONCTON - /4428N06831W/BANGOR /4459N06455W/GREENWOOD - 4607N06441W/MONCTON. DC9 RPRTD MDT RIME ICG IN FZDZ AT 07Z. FZDZ XPCD TO CONT UNCHGD TO 14Z. - Modification ou ajout d’un ou de plusieurs éléments - Conditions potentiellement dangereuses non décrites dans le GFA et ne nécessitant pas l’émission d’un SIGMET - Région affectée par le changement décrite à l'aide des coordonnées géographiques - Durée de validité indiquée Formation théorique page 30 Météorologie MÉTÉOROLOGIE APPLIQUÉE AU VOL À VOILE Types de mouvements ascendants • Convection libre – Une particule d’air sera moins dense que son environnement si elle est plus chaude ou, à température égale, plus humide. L’air moins dense monte par flottabilité (le principe d’Archimède). Un élément déclencheur amorce ce type de mouvements ascendants. • Soulèvement mécanique – L’air est forcé vers le haut par un agent extérieur (le vent). Ascendances en convection libre ou thermiques • Conditions propices – La masse d’air doit être instable dans la basse couche, et cette instabilité doit être entretenue (habituellement par la présence du soleil ou par l’advection d’air froid en altitude). • Formation en plaine – Le fort réchauffement différentiel d’une surface crée une mince couche d’air très instable (superadiabatique). Le déclenchement de l’ascendance peut se faire de luimême, mais il sera facilité par le vent. • L’albédo d’une surface est le rapport entre l’énergie réfléchie et l’énergie reçue par rayonnement. Donc plus l’albédo est faible, plus la surface absorbe d’énergie. Quelques surfaces terrestres et leur albédo : - champs de culture de céréales 3 à 15 % - sols de couleur foncée 8 à 14 % - plages et sable humides 10 à 15 % - sols nus et cailloux 10 à 20 % - plages et sable secs 15 à 20 % - déserts 25 à 30 % - neige et glaciers 45 à 90 % L’albédo n’est toutefois pas le seul élément à considérer pour évaluer la capacité du terrain à se réchauffer et à générer des ascendances thermiques. Il faut aussi regarder l’humidité du sol ainsi que la capacité de stockage de la chaleur d’un terrain donné. • Humidité du sol – À albédo égal, un sol humide se réchauffera moins vite qu’un sol sec. D’une part, une partie de la chaleur absorbée sera utilisée pour évaporer une partie de cette humidité. D’autre part, un sol humide étant habituellement plus conducteur qu’un sol sec, il y aura une plus grande propagation de la chaleur à l’intérieur du sol. Enfin, la chaleur spécifique de l’eau étant élevée, il faudra plus d’énergie pour réchauffer un sol humide qu’un sol sec. • Capacité de stockage de la chaleur – Certaines surfaces se réchauffent plus lentement que d’autres car elles emmagasinent l’énergie reçue (pour la restituer plus lentement). Ainsi, une forêt de confières en plaine tardera à donner des ascendances, mais en fin de journée, elle en sera souvent la meilleure source. Formation théorique page 31 Météorologie • Thermiques en montagne – L’inclinaison et l’orientation du plan d’une surface joue un rôle significatif dans la formation des ascendances thermiques. Un versant incliné orienté vers l’est se réchauffera plus rapidement le matin et le déclenchement des ascendances s’y fera plus tôt qu’en plaine. En présence de vents autres que les brises, la présence de reliefs va contribuer au déclenchement localisé des ascendances. • Vol de pente en régime de brise – La succession des ascendances thermiques sur un versant ensoleillé créera un vent anabatique le long de cette pente. Dans une vallée inclinée et encaissée entre deux crêtes, une véritable brise s’installe et persiste souvent jusqu’à la tombée du jour. C’est la brise de vallée montante, fort intéressante en vol à voile. • Soulèvement frontal – Le vent pousse de l’air relativement froid contre de l’air plus chaud. L’air froid glisse sous l’air chaud et soulève ce dernier, créant un mouvement de convection libre si l’air chaud est instable. • Convergence – La convergence des vents près du sol sert à déclencher le mouvement ascendant. Les zones de convergence des régions côtières sont les plus intéressantes. • Rues de cumulus – Dans certaines conditions de vent et d’instabilité, des mouvements convectifs organisés se développent en bandes et peuvent s’étendre sur de longues distances. Ascendances en convection forcée ou dynamiques • Sur le relief – Le vent sur le relief est dévié vers le haut. • Dans les ressauts (onde orographique) – Le vent sous le relief (et s’en éloignant) peut créer une ondulation, avec parties ascendantes (ressauts) et descendantes. • Sur les dômes d’air froid – Des vents chauds glissant au-dessus d’air beaucoup plus froid emprisonné dans une vallée crée des ascendances de faible amplitude, mais exploitables. Facteurs influençant les conditions de vol à voile • Le vent au sol - limites pour le décollage ou l'atterrissage - turbulence mécanique - risques associés aux rafales soudaines • Le vent en altitude - détériore la finesse – remonter le vent lors d’un vol sur la campagne en thermiques sera difficile avec des vitesses de 25 nœuds et plus - déchiquète les ascendances thermiques, surtout près du sol • La visibilité - minimums réglementaires (3 milles ou 5 kilomètres dans l'espace aérien contrôlé) - difficulté à naviguer avec moins de 10 kilomètres - risque de collision accru Formation théorique page 32 Météorologie • La base des nuages - 400 mètres sol : minimum pour les tours de piste - 1000 mètres sol : minimum pour aller sur la campagne - 1500 mètres sol et plus : idéal • L'étendue des nuages - nuages moyens et nuages élèves : réduisent l'ensoleillement et les ascendances thermiques - nuages bas stratiformes : les stratus sont associes à une inversion, donc, aucune activité thermique, et les stratocumulus à la turbulence mécanique (ascendances peu exploitables) • Étendue et répartition des cumulus - aucun cumulus : ascendances thermiques plus difficiles à repérer - 1 à 3 octas : conditions idéales - ascendances faciles à repérer et influence minimale sur l'ensoleillement - 4 à 6 octas : la réduction de l'ensoleillement est significative et plusieurs cumulus sont autonomes, sans ascendance entre le sol et la base, rendant le repérage difficile, sauf lorsque les cumulus s'organisent en rues - 7 ou 8 octas : l'ensoleillement est davantage réduit et les conditions peuvent être difficiles • Taille et distribution des cumulus - petits (moins de 1000 mètres d'épaisseur) : ils sont habituellement régulièrement espacés – conditions idéales - gros : souvent formés d'un groupe de petits - ils sont plus espacés et il devient plus difficile de passer de l'un à l'autre - congestus : turbulence accrue, ascendance parfois trop forte près de la base, risque d'averses sous la base, développement rapide et parfois imprévisible - cumulonimbus : risque de turbulence forte dans un rayon pouvant atteindre 20 kilomètres, présence d'orages et risque de fortes précipitations, cycle de vie moyen de 30 minutes Conditions peu propices au vol à voile en thermique • Soleil obscurci - activité réduite ou nulle • Activité convective trop intense - risques associés aux orages • Étalement des nuages (par la base ou le sommet) - présence d'une couche stable et humide • Advection d'une mince couche d'air froid depuis une surface d'eau • Advection d'air chaud en altitude (surtout entre 1000 et 2000 mètres) - affaiblissement des thermiques - le plafond de l'ascendance diminue - l'activité thermique s'évanouit plus tôt en après-midi • Précipitations récentes – réchauffement plus lent du sol car une grande partie de l'énergie solaire est absorbée lors de l'évaporation (assèchement du sol) Formation théorique page 33 Météorologie Conditions dangereuses en vol à voile • Turbulence orographique • Orages • Givrage et précipitations • Couverture nuageuse qui se referme (sous le planeur) Formation théorique page 34 Météorologie ACCÈS À L'INFORMATION MÉTÉOROLOGIQUE • Les stations d'information de vol (Nav Canada) • Les répondeurs téléphoniques PATWAS (Nav Canada) • Les bureaux de service d'Environnement Canada (lignes 1.900) • Les réseaux grand public (Internet) BULLETINS ET CARTES DISPONIBLES • Les rapports d'observation (METAR) – http://brfvolcan.ec.gc.ca/navcan/html/metar_taf/metar_taf_qb.html • Les prévisions d'aérodrome (TAF) • Les prévisions régionales (GFA, AIRMET) • Les prévisions de vent et de température en altitude (FD) • Les messages de pilote (PIREP) • Les avertissements météorologiques (SIGMET) • Les cartes d'analyse (surface et altitude) – http://www.cmc.ec.gc.ca/ • Les cartes de prévisions (synoptiques, vents, temps significatif…) • Les cartes de prévisions numériques LES IMAGES SATELLITAIRES • Les satellites à orbite polaire (NOAA) – http://www.cmc.ec.gc.ca/ • Les satellites à orbite géostationnaire (GOES, Météosat) • Le spectre utilisé (IR, VIS) LES IMAGES RADAR • Le radar météorologique • Les échos de précipitations • Les échos de sommets des nuages • Le radar Doppler • Les profils de vent en altitude et du mouvement vertical Formation théorique page 35 Météorologie
