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Comprendre le cycle de l'eau dans les dépressions atmosphériques

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Comprendre le cycle de l'eau dans les dépressions atmosphériques

La campagne NAWDEX (North Atlantic Waveguide Downstream Impact Experiment)

Du 19 septembre au 16 octobre 2016

Malgré de réelles améliorations des prévisions météorologiques aux latitudes tempérées ces trente dernières années, les prévisions des événements extrêmes, comme les fortes précipitations ou les tempêtes de vent, constituent encore un véritable défi. Par exemple, la localisation et l'intensité des fortes rafales de vent au sein d'une tempête restent difficiles à prévoir un à deux jours à l'avance. Ainsi, l'un des axes de recherche pour améliorer ces prévisions est de mieux comprendre et quantifier les processus humides qui se produisent au sein des perturbations atmosphériques des latitudes tempérées.

Vignette : perturbations atmosphériques étudiées pendant NAWDEX à partir de la situation météorologique du 20 juillet 2007 qui a abouti à de fortes inondations sur l'Angleterre : les bandes transporteuses chaudes (flèches marrons) et l'impact sur l'onde d'altitude au niveau de la tropopause. Les zones bleues claires sont des zones de circulation anticyclonique pas forcément bien représentées dans les modèles de prévision numérique et dont l'intensité dépend des processus physiques au sein des bandes transporteuses chaudes. © University of Reading, John Methven

 

Notamment, les processus microphysiques relatifs aux transitions de phase de l'eau et mis en jeu dans la formation des nuages et des systèmes précipitants ne sont pas bien représentés dans les modèles de prévision numérique du temps, cette représentation reposant sur de nombreuses hypothèses simplificatrices pas forcément bien validées en raison d'un manque d'observations à fine échelle. Cela conduit à des incertitudes sur l’estimation du dégagement de chaleur latente et des échanges radiatifs induits par la présence des nuages, incertitudes qui impactent ensuite les variables météorologiques, comme la température ou le vent, et la prévision météorologique dans son ensemble.

 

Avion Falcon-20 de SAFIRE. © SAFIRE

Afin de mieux paramétrer ces processus, NAWDEX a pour objectif de fournir une meilleure connaissance du cycle de l'eau dans les dépressions atmosphériques et de l'effet engendré par les processus humides et radiatifs sur les grandes structures de l'écoulement atmosphérique comme les fluctuations du courant-jet d'altitude (ou « jet stream »).

 

NAWDEX s'intéresse plus particulièrement aux bandes transporteuses chaudes (ou « warm conveyor belt ») qui correspondent à des masses d'air qui s'enrichissent en humidité lorsqu’elles sont proches de la surface de l'océan puis connaissent une forte ascension au cœur des dépressions atmosphériques avant d’atteindre la tropopause. Lors de leur ascension, ces masses d'air connaissent des changements d'état de l'eau vers les phases liquide et solide qui aboutissent à un fort dégagement de chaleur latente. Ce dégagement de chaleur latente est non seulement responsable d'une intensification de la dépression de surface mais il affecte également le courant-jet d'altitude et plus particulièrement la zone anticyclonique située au-dessus. Une mauvaise représentation du dégagement de chaleur latente au niveau des bandes transporteuses chaudes de l'Atlantique Nord-ouest peut engendrer une propagation des erreurs de prévision en aval, sur l'Atlantique Nord-Est et sur l'Europe, et détériorer la prévision d'événements à fort impact.

 

Les moyens déployés

Plateforme d'instrumentation RALI composée de deux instruments de télédétection : un radar Doppler RASTA à 95 GHz et un lidar à rétrodiffusion à haute résolution spatiale LNG. (http://rali.projet.latmos.ipsl.fr). © LATMOS/IPSL

 

Des moyens de mesure seront déployés à grande échelle sur l'Atlantique Nord et les pays qui l'entourent. Trois avions seront utilisés : l'avion HALO (The High altitude and long range research aircraft) et le Falcon du Centre aérospatial allemand (DLR) et l'avion Falcon-20 de SAFIRE (Service des avions français instrumentés pour la recherche en environnement). Les avions seront tous basés en Islande où ils effectueront des vols dans le but d'observer les bandes transporteuses chaudes et leur impact sur le courant-jet au niveau de la tropopause. La composante aéroportée française interviendra principalement sur les deux premières semaines d'octobre 2016. Des mesures intensives seront également réalisées au sol, à la fois dans la partie amont (US et Canada) et dans la partie aval (Europe). Les systèmes nuageux et précipitants se formant sur l’Europe seront échantillonnés à partir d’une part de trois super-sites situés à Aberyswyth au sud de l’Angleterre, en Bretagne et en Île-de-France (SIRTA) et d’autre part de radiosondes additionnelles lâchées de divers sites du Met Office et de Météo-France. Il s’agira de mesurer au mieux les variables météorologiques classiques comme le vent, l'humidité et la température ainsi que la structure des nuages et des hydrométéores associés.

Pour en savoir plus :

Le site de la campagne NAWDEXNouvelle fenêtre

 

Soutiens :

La campagne est soutenue financièrement par l'Agence spatiale européenne (ESA), le Service européen en recherche aéroportée (EUFAR), le CNES (EECLAT), le CNRS-INSU (programme LEFE), l'IPSL et Météo-France.

 

Partenaires :

  • Partenaires français : CNRS, UVSQ, CNES, Météo-France, IGN et ENSTA-Bretagne.
  • Partenaires étrangers : DLR, KIT, MPI, LMU et UHH en Allemagne, ETH en Suisse, Univ. Reading, Univ. Manchester et UK MetOffice en Angleterre, Univ. Bergen et Univ. Oslo en Norvège, Icelandic MetOffice en Islande et Environment Canada.

Laboratoires français impliqués :

Laboratoire de météorologie dynamique (LMD/IPSL, CNRS/École polytechnique/UPMC/ENS Paris/École des Ponts ParisTech)Nouvelle fenêtre

Laboratoire atmosphères, milieux et observations spatiales (LATMOS/IPSL, CNRS/UPMC/UVSQ/Cnes)Nouvelle fenêtre

Centre national de recherches météorologiques (CNRM, Toulouse) Laboratoire d'aérologie (LA/OMP, Toulouse)

Laboratoire de météorologie physique (LaMP/OPGC, Clermont-Ferrand)

 

Source : INSU.



21/07/16