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Introduction

Présentation de la turbulence

La turbulence à tous les niveaux de l'atmosphère est une préoccupation majeure pour l'industrie de l'aviation. Elle est souvent non détectée dans les zones sans nuages, prenant les pilotes au dépourvu quand ils y volent. La turbulence peut occasionner des blessures aux passagers, aux membres d'équipage, et causer des dommages à la cellule de l’avion.

La turbulence fait partie des normes de compétence du Prévisionniste de Météorologique Aéronautique (AMF), qui exigent que des alertes soient diffusées en temps opportun lorsque des conditions dangereuses, telles que la turbulence, sont susceptibles de se produire ou lorsqu’on s'attend à ce que des paramètres atteignent des valeurs seuils reconnues. Les alertes doivent également être mises à jour ou annulées, selon des critères d'avertissement reconnus. Lorsque de la turbulence (modérée ou plus forte) est prévue, son début, sa durée, son intensité, son étendue spatiale, et son type (orographique, mécanique, convectif, et en air clair) devront être indiqués.

Souvent, les pilotes ne rapportent pas la turbulence aux centres de prévisions aéronautiques. Cependant, les avancés en imagerie satellitaire permettent maintenant de détecter les signatures atmosphériques qui peuvent aider à identifier la présence éventuelle de la turbulence sans attendre qu'elle soit rapportée. Ceci est particulièrement utile pour la turbulence en air clair, le type de turbulence le plus difficile à prévoir et qui fait par conséquent, l’objet de ce cours.

À propos du cours

Ce cours est divisé en deux parties. La première partie présente des généralités sur les différents types de turbulence, y compris la turbulence en air clair. Ceci prépare le terrain pour la partie principale du cours : une étude de cas, qui vous guide à travers le processus de détection de la turbulence en air clair, en utilisant l'imagerie satellitaire, les tephigrammes, et les produits de la Prévision Numérique du Temps (PNT). Le cas étudié s’est produit en Afrique du Sud, un jour de mai 2013 où la turbulence était probable le long d'un itinéraire de vol du Cap à Durban. 

Le cours s’adresse aux prévisionnistes de météorologie aéronautique, à ceux de la prévision générale, aux pilotes, aux instructeurs et aux étudiants en météorologie.

A la fin du cours, les apprenants devraient pouvoir :

  • • Identifiez les étapes du processus de détection de la turbulence en air clair
    • Appliquez le processus, en identifiant des zones de turbulence en air clair des niveaux moyen et supérieur, en utilisant des observations satellitaires, des tephigrammes, et des données de PNT
    • Communiquez les risques de turbulence par un briefing au pilote

À propos de la turbulence

Définition de la turbulence

La turbulence est provoquée par des changements significatifs de la vitesse et/ou de la direction du vent, verticalement ou horizontalement. La turbulence vécue par les avions en vol se traduit par des états déséquilibrés, inconfortables, et parfois dangereux de vol.

D’après le manuel de météorologie aéronautique de UK Met Office, la turbulence est classée par catégorie comme faible, modéré, ou sévère à l’aide des seuils suivants :

  • • Turbulence faible : des fluctuations de vitesse anémométrique de l’avion de 2,6 à 8 m/s (5 à 15 kt) se produisent avec des rafales dont la vitesse est de l'ordre de 1,5 à 6 m/s (5 à 20 pieds/seconde). Il peut être demandé aux passagers d'utiliser les ceintures de sécurité mais les objets lâchés dans l’avion demeurent au repos.
    • Turbulence modérée : de 8 à 13 m/s (15 à 25 kt), des fluctuations de vitesse anémométrique se produisent avec des rafales dont la vitesse est de l'ordre de 6 à 11 m/s (20 à 35 pieds/seconde) durant approximativement 11 minutes. Les passagers ont besoin des ceintures de sécurité et sont de temps en temps projetés contre elles. Les objets lâchés se déplacent. De fréquentes secousses de l’avion se produisent et il est difficile de marcher dans l’aéronef.
    • Turbulence sévère : des fluctuations de vitesse anémométrique supérieures à 13 m/s (25 kt) se produisent avec des rafales dont la vitesse est de 11 à 30 m/s (35 à 50 pieds/seconde) durant approximativement 7 minutes. Le contrôle de l’avion peut se perdre momentanément, et il est difficile de maintenir l'altitude du vol. Les passagers sont projetés violemment dans leurs sièges, et des objets lâchés sont projetés en l'air.

Ce cours se concentre sur les turbulences modérée et sévère, puisque la turbulence faible n'est pas considérée comme un danger pour l'aviation, selon l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale ou OACI.

Le reste de cette section décrit les différents types de turbulence, y compris les turbulences convective, de montagne ou orographique, et celle en air clair.

La turbulence convective

L'activité convective est une cause classique de turbulence. Les zones localisées d’ascendance et de subsidence verticales de l'air conduisent au cisaillement du vent. Selon le programme d'Education et de Formation ETR-20 de l'OMM (WMO/TD-No ETR. 1390) sur les phénomènes dangereux pour la Navigation Aérienne, « le cisaillement de vent se compose de couches ou de colonnes d'air qui s’écoulent à des vitesses différentes (c.-à-d. vitesse et/ou direction) par rapport aux couches ou colonnes adjacentes. » N'importe quel croisement brusque de couches ou de limites de colonne peut être ressenti comme de la turbulence, avec les conséquences qui en découlent.

Le tableau suivant décrit l'intensité de la turbulence particulièrement associée aux différents types de courants convectifs.

Tableau présentant les courants verticaux caractéristiques, dus aux mouvements convectifs, par le programme ETR-20 de l'OMM (WMO/TD-No ETR. 1390) sur les phénomènes dangereux pour la Navigation aérienne

Les ondes liées aux montagnes / la turbulence orographique

En fonction d’un ensemble de facteurs, les ondes orographiques peuvent se développer du côté sous le vent des massifs montagneux, avec pour résultat la turbulence près des crêtes des montagnes. Les mouvements de l'onde continuent sur des centaines de kilomètres en aval. Notez que la turbulence en air clair liée aux ondes orographiques est plus sévère et a une plus grande étendue sur le côté sous le vent des crêtes de montagnes que sur celui des pics isolés.

Les ondes orographiques, qui sont également connues sous l’appellation d’ondes de gravité, ont besoin d'une composante suffisamment forte de vent, perpendiculaire au sommet de la montagne pour se développer. Il existe deux types d'ondes orographiques :

  • • Les ondes piégées: Celles-ci se forment quand les vitesses du vent augmentent avec l'altitude et/ou une couche moins stable recouvre une couche stable. L'énergie des ondes est emprisonnée dans les couches horizontales respectives, en grande partie dans les basses couches, et se propage sous le vent.
    • Les ondes non piégées: Ces ondes, également connues sous l’appellation d’ondes à propagation verticale, se développent dans des conditions stables et/ou avec de faibles vitesses du vent, en particulier autour des massifs montagneux. L'énergie des ondes est propagée vers le haut, et les ondes peuvent souvent être perçues dans les couches supérieures de la troposphère et même de la stratosphère.

Le graphique ci-dessous montre des lignes de flux associées à des ondes orographiques de propagation verticale.

Schéma montrant des ondes orographiques avec des Ac lenticularis et des nuages de rotor formés en aval de la montagne

Hopkins (1977) a décrit des techniques de prévisions du TAC pour les Rocheuses de l'Amérique du Nord ; ces mêmes principes peuvent toutefois être retenus pour d'autres régions montagneuses. Les bons indicateurs habituellement utilisés pour prévoir la turbulence, causée par les ondes orographiques sont :

  • vitesse du vent ≥ 20 kt à tout niveau de la surface jusqu'à 500 hPa
  • vent franchissant la ligne de la crête sous un angle de moins de 30 degrés de la normale
  • baisse rapide de la pression du côté sous le vent de la montagne
  • gradient de température > 5°C/100 km à travers ou le long de la barrière de montagnes

En Afrique du Sud (SA), les zones favorables à la formation des ondes orographiques comprennent le sud-ouest du Cap, les zones orientales du Cap oriental et les parties occidentales du Kwazulu Natal. Cependant, les montagnes sont plus basses que 500 hPa (18000 ft) spécifié ci-dessus. En revanche, les montagnes de l'Afrique du Sud sont en moyenne de l’ordre de 4000 ft (870 hPa) de hauteur dans le sud-ouest et 10000 ft (700 hPa) sur la pente orientale.

Carte Google Earth sur des régions de l'Afrique du Sud

Turbulence en air clair (TAC)

La turbulence en air clair est le terme employé pour décrire la turbulence des couches moyennes ou supérieures, produites dans les régions de cisaillement de vent marqué. Comme son nom l'indique, la TAC se forme dans les régions sans nuages, rendant difficile sa détection visuelle. Cependant, la présence de signatures particulières de nuages peut souvent signifier que la TAC est présente dans des zones adjacentes. Nous examinerons ces signatures nuageuses dans l'étude de cas.

La TAC peut se produire à tout moment de l'année selon le positionnement et l'orientation des systèmes de circulation synoptiques dans les couches inférieure, moyenne, et supérieure de l'atmosphère. La TAC se produit moins pendant les mois d'été au-dessus de l'Afrique du Sud, puisque les systèmes de thalwegs d’altitude de l'ouest et les courants-jets d’altitude associés ne sont pas si bien développés et se produisent moins fréquemment que pendant le reste de l'année.

Le tableau ci-dessous décrit les configurations et les caractéristiques synoptiques habituelles qui aboutissent au cisaillement du vent et les divers outils pour l'identifier. L'information provient du programme d'Education et de Formation ETR-20 de l'OMM (WMO/TD-No ETR. 1390) sur les phénomènes dangereux pour la navigation aérienne (techniques empiriques de prévisions de la turbulence en air clair (CAT), à :
http://www.wmo.int/pages/prog/dra/etrp/documents/new_AVIATIONHAZARDS.pdf
et le site du Service Météorologique de l'Afrique du Sud.

Configurations synoptiques et caractéristiques habituelles qui aboutissent au cisaillement du vent

Configurations synoptiques

Caractéristiques synoptiques

Outils pour identifier les caractéristiques

Du côté froid (côté pôle) d'un courant- jet

Près et au-dessous du noyau, où le cisaillement de vent est le plus grand

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Du côté chaud (côté équateur) d'un courant-jet, au-dessus du noyau

Plus le jet est fort, plus la TAC est probable

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Dans les dorsales d’altitude en développement.

Là où la vitesse du vent autour de la dorsale approche sa limite à cause de la courbure

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Dans les profonds thalwegs d’altitude

Là où le vent change brusquement de direction

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Régions de confluence et de diffluence

Dans les courants-jets, (60% de TAC se produisent près des courants-jets)

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Peut se produire ou s’intensifier au-dessus d'une région de convection

Particulièrement convection frontale noyée

Imagerie satellitaire/diagrammes aérologiques

Peut se produire au-dessus du cumulus congestus ou du cumulonimbus (micro-courants/thermiques)

Là où l'air est en ascendance forcée rapide

Imagerie satellitaire/diagrammes aérologiques

Peut se produire dans des zones de col élevé (un col est un passage entre deux crêtes de montagne ou une ouverture dans une crête)

Vents faibles mais des changements de direction marqués

Champs du vent de PNT (200/300 hPa)

Configuration caractéristique des cirrus en forme d’ondes (de vagues)

Indique une rupture dans l'écoulement turbulent

Imagerie satellitaire (vapeur d'eau)

Se produit normalement entre 2000 ft au-dessus et 6000 ft au-dessous de la tropopause

Diagrammes aérologiques (tephigrammes) et champs PNT du niveau de la tropopause

La TAC est rare au-dessus d'une tropopause bien définie

Diagrammes aérologiques et champs PNT du niveau de la tropopause

Le tableau suivante donne les critères de cisaillement du vent pour les différents types de TAC (l'information est aussi de WMO/TD-No. 1390)

Critères de cisaillement du vent

 

TAC modérée

TAC modérée à sévère

TAC sévère

Cisaillement vertical du vent

≥6 kt / 1000 ft

 

≥ 9 kt / 1000 ft

Cisaillement horizontal du vent

≥20 kt / degré de latitude

 

≥30 kt / degré de latitude

Décélération de vitesse du vent

>40 kt /10 degrés de latitude

>60 kt /10 degrés de latitude

>125 kt / 10 degrés de latitude

Cisaillement de direction du vent

 

Décalage du vent de 75 degrés proche d'un gradient thermique

 

La TAC dynamique (Courant Jet)

Les courants-jets sont caractérisés par des mouvements de vent qui produisent de forts cisaillements verticaux et horizontaux. Les courants-jets sont la source principale de TAC, connue par les avions aux altitudes de croisière. Ils peuvent s’étendre sur des milliers de kilomètres de long, des centaines de kilomètres de large, et quelques kilomètres d’épaisseur.

Étude de cas

Processus du diagnostique

Le processus suivant est utile pour détecter et prévoir la TAC. Vous pouvez l'utiliser comme point de départ, et l’ajuster pour répondre à vos besoins locaux et régionaux.

Processus pour détecter la turbulence en air clair, en utilisant des tephigrammes, l'imagerie satellitaire, et des produits de PNT

Nous appliquerons le processus dans l'étude de cas qui commence à la page suivante. Nous nous concentrerons sur les étapes de détection de la TAC et voir si elle constitue une menace pour la navigation aérienne. Cette étude de cas ne comporte pas l’élaboration de prévision et la diffusion de produits.

À propos du cas

Vous êtes un prévisionniste de météorologie aéronautique à l'aéroport international du Cap, en service dans l'équipe de 1200 TU (1400 heure locale) le 27 mai 2013. Vous devez briffer un pilote d’une compagnie aérienne sur l’itinéraire du Cap à la pointe sud-ouest de l'Afrique du Sud à l'aéroport International King Shaka à Durban, situé sur la Côte Est de l'Afrique du Sud. Le niveau assigné au vol est FL200. Le départ est prévu à 14 TU et l’arrivée à 16 TU.

Carte Google Earth sur des régions de l'Afrique du Sud

Vous devrez identifier la situation météorologique qui prédomine et affecte l'Afrique du Sud et voir s'il existe des risques de turbulence pour le vol programmé. Si oui, vous devrez en déterminer l’emplacement et le niveau probables, puis décrire ces conditions au pilote.

Déterminer les caractéristiques à grande échelle

Nous commencerons par évaluer les données d'observation passées et présentes et les prévisions actuelles de PNT pour déterminer la situation météorologique à grande échelle. Elle nous aidera à identifier les zones probables de turbulence et nous y concentrer pour l’étude, en recherchant d'autres indications de la présence effective la turbulence.

Cliquez sur les icones pour examiner l'imagerie satellitaire et les données des modèles de PNT. Répondez ensuite aux questions ci-dessous.

Vapeur d'eau 6.2

Vapeur d'eau 7.3

IR 10.8

RVB masses d'air

300 hPa

Prévision validité 12-heures du vent à 300 hPa pour le 27 mai 2013 à 12 TU à partir du modèle UM de résolution horizontale de 12 kilomètres.

200 hPa

Prévision validité 12-heures du vent à 200 hPa pour le 27 mai 2013 à 12 TU à partir du modèle UM de résolution horizontale de 12 kilomètres.

Comment pourriez–vous décrire la situation météorologique qui prédomine en Afrique du Sud à 12 TU ? Sélectionnez la meilleure réponse.

La réponse correcte est B.

L'imagerie satellitaire et les cartes de vent en altitude montrent un flux d'ouest en est à travers l'Afrique du Sud.

Veuillez faire une sélection.

Trouver l'axe du jet

Vapeur d'eau 6.2

Vapeur d'eau 7.3

IR 10.8

RVB masses d'air

300 hPa

Prévision de validité 12-heures du vent à 300 hPa pour le 27 mai 2013 à 12 TU à partir du modèle UM de résolution horizontale de 12 kilomètres.

200 hPa

Prévision de validité 12-heures du vent à 300 hPa pour le 27 mai 2013 à 12 TU à partir du modèle UM de résolution horizontale de 12 kilomètres.

Quelle est la position probable de l'axe du jet ? En utilisant l'outil de stylo, dessinez une flèche sur l'image pour indiquer sa position. (Sélectionnez une couleur et une taille de stylo au-dessous de l'image, puis faites-y le dessin.). Cliquez sur Terminé quand vous aurez fini.

Sélectionnez une couleur et une taille de stylo.

     
     
Taille du stylo :

L’utilisation combinée de l'imagerie satellitaire et des sorties de modèle nous aide à localiser la position de l'axe du jet. L'imagerie satellitaire nous aide à identifier l'écoulement dans les couches supérieures et son évolution au fil du temps. (Dans cette étude de cas, il semble en majorité être d'Ouest en Est à travers le pays.) la position indiquée par l'imagerie satellitaire correspond à la région des vents les plus forts dans les données de PNT. Toutefois,, le jet semble tourner dans le sens cyclonique dans la partie orientale du domaine à cause du thalweg en mer au Sud-est. Le thalweg n'est toutefois pas aussi prononcé dans les champs de vent en altitude de la PNT. Ceci est également vrai pour la zone anticyclonique en mer au Nord-ouest, où l’on observe des éclaircies prononcées sur l’imagerie infrarouge 10,8 µm.

Comme vous pouvez le constater, on s'attend à ce que l'itinéraire du vol croise l'axe du jet. Mieux, il est probable que le vol traverse les zones de cisaillement qui l’entourent.

Les nuages indicateurs de la turbulence

Nous avons vu jusqu’à présent, que le jet qui se déplace sur l'Afrique du Sud est associé à des vents très forts. La turbulence peut être rencontrée dans les zones de fort cisaillement qui entourent les vents forts du noyau du jet (plus forts que 80 kt). Ces zones de turbulence peuvent être sans nuage (dans ce cas la turbulence est désignée sous l’appellation de turbulence en air clair ou TAC) ou nuageux.

Tandis qu'il est extrêmement difficile d'identifier la TAC sur imagerie satellitaire, elle peut être présente dans des zones d’éclaircies adjacentes à des zones nuageuses avec turbulence ou des signatures ondulantes de turbulence de nuages d’ondes. Ceci apparaît bien sur l’imagerie Visible Haute Résolution (VHR).

En général, les images VHR sont bonnes pour détecter les structures d’échelle fine des nuages associées aux ondes orographiques, aux ondes de gravité, et à la turbulence.

Identifier sur l'imagerie satellitaire les zones de turbulence

VHR

Vapeur d'eau 7.3

RVB masses d'air

Question 1 : Regardez les vidéos de l’imagerie satellitaire, en recherchant les zones de nuages liés à la turbulence. Utilisez ensuite l'outil de stylo pour les entourer sur l'image VHR ci-dessous. (Sélectionnez une couleur et une taille de stylo au-dessous de l'image, puis faites-y le dessin.) cliquez sur Terminé quand vous aurez fini.

Sélectionnez une couleur et une taille de stylo.

     
     
Taille du stylo :

La configuration ondulée des nuages au-dessus des parties nord du Cap-du-Nord, le sud et le centre de l’Etat Libre, le Cap Occidental, et l'intérieur du Cap Oriental indiquent la présence des ondes de gravité et de la turbulence. Bien que mieux identifiés sur les images VHR, ces nuages et les motifs d'ondes associés peuvent également être reconnus dans les autres canaux d'imagerie.

Question 2 : Comment ces motifs nuageux ont-ils changé, de 0600 à 1200 TU ? Sélectionnez toutes les bonnes réponses, puis cliquez sur Terminé.

Les réponses correctes sont A et C.

Les nuages d'ondes ont une configuration ondulée présente dans toute l’animation en boucle des images Visible Haute Résolution. Ceci indique que la turbulence a été présente dans ces zones depuis le début de la matinée. Les nuages se déplacent également vers l'Est avec le jet.

Veuillez faire une sélection.

Evaluer le cisaillement horizontal à l'aide de la PNT

Vent 300 hPa

Prévision de validité 12-heures du vent à 300 hPa pour le 27 mai 2013 à 12 TU à partir du modèle UM de résolution horizontale de 12 kilomètres.

Vent 200 hPa

Prévision validité 12-heures du vent à 200 hPa pour le 27 mai 2013 à 12 TU à partir du modèle UM de résolution horizontale de 12 kilomètres.

VHR

Images Visible Haute Résolution de Meteosat 10, au-dessus de l'Afrique australe à 12 TU le 27 mai 2013 avec les zones des nuages d’ondes en surbrillance.

Carte

Carte Google Earth sur des régions de l'Afrique du Sud

Info sur cisaillement du vent

Configurations synoptiques et caractéristiques habituelles qui aboutissent au cisaillement du vent

Configurations synoptiques

Caractéristiques synoptiques

Outils pour identifier les caractéristiques

Du côté froid (côté pôle) d'un courant- jet

Près et au-dessous du noyau, où le cisaillement de vent est le plus grand

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Du côté chaud (côté équateur) d'un courant-jet, au-dessus du noyau

Plus le jet est fort, plus la TAC est probable

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Dans les dorsales d’altitude en développement.

Là où la vitesse du vent autour de la dorsale approche sa limite à cause de la courbure

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Dans les profonds thalwegs d’altitude

Là où le vent change brusquement de direction

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Régions de confluence et de diffluence

Dans les courants-jets, (60% de TAC se produisent près des courants-jets)

Champs de hauteur géopotentielle et du vent (200/300 hPa) de PNT

Peut se produire ou s’intensifier au-dessus d'une région de convection

Particulièrement convection frontale noyée

Imagerie satellitaire/diagrammes aérologiques

Peut se produire au-dessus du cumulus congestus ou du cumulonimbus (micro-courants/thermiques)

Là où l'air est en ascendance forcée rapide

Imagerie satellitaire/diagrammes aérologiques

Peut se produire dans des zones de col élevé (un col est un passage entre deux crêtes de montagne ou une ouverture dans une crête)

Vents faibles mais des changements de direction marqués

Champs du vent de PNT (200/300 hPa)

Configuration caractéristique des cirrus en forme d’ondes (de vagues)

Indique une rupture dans l'écoulement turbulent

Imagerie satellitaire (vapeur d'eau)

Se produit normalement entre 2000 ft au-dessus et 6000 ft au-dessous de la tropopause

Diagrammes aérologiques (tephigrammes) et champs PNT du niveau de la tropopause

La TAC est rare au-dessus d'une tropopause bien définie

Diagrammes aérologiques et champs PNT du niveau de la tropopause

Les données PNT montrent une vaste zone du noyau de jet avec des vents forts (supérieurs à 80 kt) le long de l'itinéraire de vol. Il y a-t-il une quelconque zone de cisaillement le long de l'itinéraire du vol? (Utilisez comme guide les zones de nuages d’ondes vus sur l'imagerie satellitaire.) Quelle assertion est vraie pour le cisaillement horizontal du vent dans ces endroits? Sélectionnez la bonne réponse.

La réponse correcte est D.

Le cisaillement est présent le long de l'itinéraire du vol avec les plus fortes valeurs sur la partie orientale du Cap. Les valeurs atteignent 20 kt / degré de latitude, ce qui correspond aux régions de TAC modérée, conformément au tableau. Les zones de cisaillement correspondent aux nuages avec une organisation ondulée, vue sur l'imagerie VHR.

Veuillez faire une sélection.

Evaluer le cisaillement vertical avec les tephigrammes

Nous allons examiner maintenant les diagrammes aérologiques montrant les données de l'air ascendant dans les couches supérieures. Examinez les tephigrammes du Cap (aéroport de départ), de Port Elizabeth (qui représente les masses d'air en route), et l'Aéroport King Shaka de Durban (aéroport de destination). Prêtez attention aux vitesses du vent à différents niveaux dans la stabilité verticale et générale de l'atmosphère.

Cap

Tephigramme du Cap le 27 mai 2013 à 12 TU

Port Elisabeth

Tephigramme de Port Elizabeth, Afrique du Sud le 27 mai 2013 à 12 TU

King Shaka

Tephigramme de Durban, Afrique du Sud le 27 mai 2013 à 12 TU

Carte

Carte Google Earth sur des régions de l'Afrique du Sud

Critères de cisaillement du vent

Critères de cisaillement du vent

 

TAC modérée

TAC modérée à sévère

TAC sévère

Cisaillement vertical du vent

≥6 kt / 1000 ft

 

≥ 9 kt / 1000 ft

Cisaillement horizontal du vent

≥20 kt / degré de latitude

 

≥30 kt / degré de latitude

Décélération de vitesse du vent

>40 kt / 10 degrés de latitude

>60 kt / 10 degrés de latitude

>125 kt / 10 degrés de latitude

Cisaillement de direction du vent

 

Décalage du vent de 75 degrés proche d'un gradient thermique

 

Question 1 : Lorsqu’on regarde les profils verticaux de vent sur tous les trois tephigrammes, entre quels niveaux de pression localise-t-on le courant-jet? Sélectionnez la meilleure réponse.

La réponse correcte est C.

Les vitesses du vent sont supérieures à 80 kt entre 150 et 300 hPa, avec le plus fort vent enregistré atteignant 100 kt à 200 hPa.

Veuillez faire une sélection.

Question 2 : A quels intervalles de niveaux de vol, ces niveaux de pression correspondent-ils? Sélectionnez la meilleure réponse.

La réponse correcte est D.

Les altitudes des niveaux de pression standard peuvent être converties en pieds, et utilisées pour déterminer l’altitude du courant-jet.

Veuillez faire une sélection.

Question 3: Comment la couche des vents forts du jet correspond-elle au niveau de vol des avions (20.000 pieds) ? La trajectoire du vol est (sélectionnez la meilleure réponse):

La réponse correcte est B.

Le niveau de vol de 20.000 ft est entre 500 et 400 hPa donc au-dessous des vents forts du niveau du jet.

Veuillez faire une sélection.

Question 4 : A-t-on sur le profil de vent du tephigramme de Port Elizabeth un cisaillement vertical de vitesse qui pourrait produire de la turbulence ?

La réponse correcte est oui.

Entre 500 hPa /18000 ft et 21000 ft, il y a un changement de la vitesse du vent de 35 kt, qui correspond à 11.5 kt /1000 ft. Ce qui, selon le tableau, est classifié comme de la turbulence sévère.

Tephigram for Port Elizabeth, South Africa on 27 May 2013 at 12 UTC with answers to an exercise highlighted
Veuillez faire une sélection.

Consolider votre aide mémoire

Les données que nous avons examinées nous ont aidé à développer un aide mémoire de la turbulence observée dans la région (turbulence dynamique de jet). L'imagerie satellitaire a montré des aspects significatifs des nuages et des masses d'air, qui nous ont aidé à comprendre la configuration synoptique et celle de la circulation de l'air en altitude. Nous avons constaté que l'itinéraire du vol allait traverser des zones, où le cisaillement du vent était susceptible de produire de la turbulence modérée. Tous les tephigrammes ont montré que le courant-jet était entre 150 et 300 hPa. En outre, nous avons vu que Port Elizabeth (qui représente les masse d'air en route) a eu un cisaillement vertical de vitesse de 11.5 kt /1000 ft, qui est classé comme une turbulence sévère. Les champs de vents à 300 et 200 hPa ont fourni des informations sur la vitesse et le cisaillement du vent, qui nous ont permis de localiser le courant-jet au-dessus des régions centrales et occidentales de l'Afrique du Sud. Le long de l'itinéraire du vol, nous avons trouvé des zones avec un cisaillement horizontal de vitesse du vent de 20  kt / degré de latitude, y rendant possible de la turbulence modérée.

Cette information est résumée dans le graphique ci-dessous.

Table showing the mental model of a case study on clear air turbulence in South Africa on 27 May 2013

Diagnostiquer la turbulence

Image Vapeur d'eau 6,2 micromètres de Meteosat 10, au-dessus de l'Afrique australe à 12 TU le 27 mai 2013, annotée avec l'axe du jet et le trajet du vol pour un exercice

Question 1 : Appliquons notre aide-mémoire à la carte ci-dessous. En utilisant les différents stylos colorés, entourez les zones de turbulence prévue le long de l'itinéraire du vol basée sur votre diagnostique des indicateurs de nuage (stylo rouge), du cisaillement horizontal de la vitesse du vent (stylo vert), et du cisaillement vertical de la vitesse du vent (stylo bleu). Cliquez sur Terminé quand vous aurez fini.

Sélectionnez une couleur et une taille de stylo.

     
     
     
Taille du stylo :

Comparez votre dessin à la version correcte.

Question 2 : Que diriez-vous au pilote concernant les risques de turbulence pour le vol du Cap à Durban ? Utilisez la zone de texte pour décrire ce que vous diriez, en notant les vents et les zones probables de turbulence. Cliquez sur Terminé quand vous aurez fini.


Aujourd'hui, le courant-jet est particulièrement fort. Vous devez vous attendre aux vents forts d'ouest durant tout le vol. En outre, la turbulence modérée est susceptible de poser quelques problèmes en traversant le Cap Est. La turbulence sévère peut également être un facteur dont-il faudra tenir compte quand le vol approchera le nord de Port Elizabeth.

Des SIGMETs et d'autres produits destinés à l'aviation doivent être diffusés lorsque certains critères météorologiques sont remplis. Vous devriez consulter votre centre météorologique pour des directives sur la dissémination des produits de la prévision aéronautique. Il est important d'envoyer les produits adéquats à l'heure aux personnes appropriées.

Résumé

La turbulence était évidente à partir de l'imagerie satellitaire, des données de PNT, et des tephigrammes de l'Afrique du Sud le 27 mai 2013. Les nuages d’aspect ondulant en imagerie satellitaire visible ont donné des indications claires de turbulence au-dessus des régions sud et centrale de l'Afrique du Sud, qui s'étendent de la côte Ouest à la Côte Est. Les champs de vent de PNT ont fourni des preuves qu'à 300 hPa, les vents ont dépassé 80 kt au-dessus des régions du sud et du centre de l'Afrique du Sud, avec un cisaillement horizontal de vitesse détecté autour de l'axe du jet. L’ascendance de l’air des couches supérieures (tephigrammes) a également aidé à l'identification du niveau du jet et l’altitude des inversions. Le tephigramme de Port Elizabeth a fourni des preuves du cisaillement vertical de vitesse entre 18000 ft et 21000 ft, ce qui est suffisamment élevé pour causer de la turbulence sévère. Les vents de PNT à 300 hPa et 200 hPa n'ont prévu aucun cisaillement horizontal significatif de vitesse dans la région de Port Elizabeth ; en revanche, c'était un peu plus loin vers le nord, le long de l'itinéraire du vol.

En se basant sur les données, les prévisionnistes pourraient anticiper la turbulence dans les couches supérieures de la portion Est du Cap de l'itinéraire du vol régulier, grâce : à l’aspect ondulant des nuages sur l’imagerie VHR, au cisaillement horizontal lié à la position du jet en altitude sur les sorties de PNT, et au cisaillement du vent vertical du tephigramme de Port Elizabeth. Ce cas illustre comment l'intégration de toutes les données disponibles peut rendre fiable la prévision de la turbulence. Particulièrement pour la turbulence en air clair liée au courant-jet, qui se produit souvent en absence de nuages, l'imagerie satellitaire peut être extrêmement utile pour le positionnement de l'axe du jet et le repérage des indicateurs environnants de la turbulence.

References

References

Briggs, J. (1961). Severe turbulence near the British Isles. Meteorol. Mag., 90: 245–254.

Hopkins, R. H., 1977: Forecasting techniques of clear-air turbulence including that associated with mountain waves. WMO Tech. Note 155, 31 pp.

UK Met. Office (1994). Handbook of Aviation Meteorology. Third edition. HMSO, London, 81-83.

Violliers and van Heerden (2001) Clear air turbulence over South Africa. Meteorol. Appl., 8: 119-126.

WMO Education and Training Programme ETR-20 (WMO/TD-No. 1390) on Aviation Hazards, http://www.wmo.int/pages/prog/dra/etrp/documents/new_AVIATIONHAZARDS.pdf.