Etude de cas - CAeM

La contamination par de la glace : le givrage des aéronefs
Etude de cas
Cette étude d’un cas de givrage a été établie avec des moyens disponibles à
Météo France.
Il est souhaitable que d’autres études établies par d’autres services
météorologiques viennent enrichir cet exposé des techniques de prévision.
Bien entendu, le prévisionniste ne pourra ensuite appliquer ces techniques de
prévision, que s’il dispose de moyens équivalents.
Le prévisionniste peut s’en inspirer pour définir une technique adaptée à sa
situation locale.
+WMO
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Localisation de l’événement :
du givrage sévère en vol a été observé dans le centre de l’Espagne, sur un
intervalle de temps de seulement 1h30 (entre 0945 et 1115 UTC) et à des
niveaux de vols compris entre FL100 et FL130 (700 et 600 hPa) pour des
températures comprises entre –6 et –11°C.
Cette étude rentre dans le cadre d’une prévision de tous les jours pour
définir des conditions givrantes.
+WMO
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Situation générale
+WMO
Ces observations de givrage se
situent à l’arrière d’un front
pluvio-orageux qui se déplace vers
le nord-est. De la convection se
développe dans une région où la
circulation est cyclonique.
Cette convection s’intensifie
durant la matinée en suivant
l’évolution diurne propre à un
début de printemps (le 2 avril dans
cette zone le soleil se lève à 0600
UTC et il y a déjà 3 heures 45
d’évolution diurne), le contexte
topographique des plateaux (700 à
900 mètres d’altitude) et reliefs
(autour de 2000 mètres d’altitude)
du centre de l’Espagne.
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observation aérologique
La masse d’air au sein de laquelle
se développe cette convection est
bien représentée par le
radiosondage 1200 UTC de
Santander (150 Nm sous le vent
de la région d’observation)
Elle correspond à un CAPE élevé
(592J/KG) avec suffisamment
d’humidité. Elle se révèle très propice
au développement d’une forte
instabilité.
Une analyse plus fine permet de
préciser le développement de
CU/TCU/CB dont les bases se
situent en dessous de 800 hPa, et
les sommets s’étagent de 700 à 600
hPa pour les CU/TCU, et au moins
350 hPa pour les CB.
+WMO
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observation satellitaire
Dans la zone des observations de givrage,
l’image satellite IR thermique de 0945 UTC
(satellite européen MSG ou Météosat 8) ne
renseigne que sur la présence de petits
systèmes nuageux individualisés
correspondant probablement à de la
convection importante
La température des pixels nuageux
avoisinant la zone d’observation de
givrage est de –2°C
+WMO
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observation satellitaire
Ce document est un produit élaboré à partir des
images du satellite Météosat 8 correspondant à
une classification nuageuse automatique.
Dans la zone des observations de givrage,
il y a une une grande diversité et
fragmentation de couleurs liées au
caractère convectif de la situation.
La signature des pixels correspond à des
nuages très bas (probablement des stratus à la
suite d’averses) avec des nuages semitransparents au-dessus d’autres nuages
(probablement des voiles de cirrus
cumulonimbo genitus qui s’étirent dans le
vent de sud-est en haute troposphère).
+WMO
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Le 02/04/2005 à 0945TU
observation satellitaire
Ce produit d’un calcul composite des
images dans différents canaux à 0945
UTC provenant du satellite Météosat 8
fait ressortir les nuages givrants en
rouge.
Dans la zone des observations de givrage,
à une échelle fine, les conditions
apparaissent très variables (pixels
désignant des nuages à potentiel givrant
comme ici, des pixels sommets trop froids
ou trop chauds et des pixels
indéterminés).
Cependant, au moins quelques pixels
des nuages givrants à l'heure et au lieu
de l'observation.
+WMO
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observation radar
L’imagerie radar du 2
avril 2005 à 0945 UTC
présente un certain
nombre d’échos modérés
et isolés en
correspondance avec
l’existence d’une
convection bien
développée dans la zone
de l’observation du
givrage.
+WMO
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On repère donc un scénario convectif
Il fixe un givrage de type intermittent d’intensité modérée à
localement sévère dans les cumulonimbus.
Dans ces nuages du genre CB, les niveaux des isothermes 0°C (780
hPa) et –20°C (520 hPa) situent les niveaux givrants entre les FL070 et
FL170).
Compte tenu de la position de l’isotherme 0°C (bien au-dessus de la
base des nuages), la présence de grosses gouttelettes (SLD) est
envisagée dans ces nuages au stade de formation.
+WMO
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Cette analyse effectuée à partir des observations et de la mise en évidence d’un
scénario classique peut-être prolongée en utilisant des produits élaborés provenant
de modèles numériques. Ici, résultat du système SIGMA de Météo France.
Image SIGMA à 0945 UTC,
établie à partir d’un modèle de
prévision de 00 UTC (9 heures
d’échéance du modèle ALADIN)
Trois couleurs pour 3 seuils de
risque de conditions givrantes
(potentiel atmosphérique).
-jaune : risque faible
-Orange : risque modéré à fort
-Rouge : risque fort associé à des
précipitations
Le produit SIGMA est non
discriminant dans la zone
d’observation de givrage.
+WMO
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L’indice de givrage associé au produit SIGMA, calculé à partir des valeurs de
température et d’humidité fournies par le modèle est seuillé entre 0°C et –15°C et 80
et 100%.
Or l’humidité prévue par le modèle à 0900 UTC dans la zone d’observation du
givrage est de seulement 75% !
Cette situation convective est difficile à appréhender par un modèle dont la taille
de la maille est trop grande pour simuler correctement la convection.
Par contre, au nord-est de la zone d’observation de givrage, dans la région frontale,
siège de soulévements synoptiques, l’image SIGMA est plus pertinente.
La couleur rouge répond à un critére de fort risque de givrage, où les nuages à
sommets relativement chauds s’associent à la présence d’eau surfondue en
gouttelettes. Pour fixer l’intensité du givrage, la présence de grosses gouttelettes
(SLD) ou bruine surfondue serait à préciser.
+WMO
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Cette situation qui rentre dans le cadre d’une prévision de tous les jours du
phénomène givrage demande pour un usage aéronautique de 6 à 9 heures
d’anticipation, le délai de rédaction d’une carte du temps significatif.
Pour cet exercice, le météorologiste en charge de prévision pour l’aviation
dispose en général :
•d’une analyse et prévision synoptique du temps
•d’une série de variables pronostiques en sortie de modéle numérique
•de données d’observation qu’il peut extrapoler.
Auxquelles il peut ajouter parfois une expertise numérique basée sur un indice.
Dans le cas de cette situation convective, l’étude affinée d’un sondage aérologique
pertinent est très utile pour préciser la forme et l’étendue verticale du risque.
Par contre l’apport de l’expertise numérique est alors relativisé.
+WMO
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Carte de prévision du temps significatif le 2 avril 2005 à 0900 UTC
La région où a été observé
le givrage est incluse dans
une zone de forte
instabilité décrite avec des
CB et des orages isolés et
incluant un symbole de
givrage modéré.
L’encadré du document
rappelle aussi que CB et
orages peuvent impliquer
une intensité modérée à
sévère de givrage
(probabilité de rencontrer
de gros éléments
surfondus)
+WMO
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