De précieuses données pour les prévisions météorologiques et les analyses climatiques

19 septembre 2018, 3 Commentaire(s)

Depuis 70 ans, MétéoSuisse effectue des mesures de haute précision de l’atmosphère à l’aide de radiosondes. Ces mesures sont d’une grande importance pour les prévisions météorologiques et les analyses climatiques. Désormais, une partie de ces radiosondages est automatisée. Christian Félix, chef de projet «Radiosondage automatique», nous donne des détails sur les mesures automatiques dans l’interview qui suit.

L’Autosonde AS-15 de l’entreprise Vaisala est constitué d’un caisson qui contient la plus grande partie de l’automate et des sondes en attente d‘être lancées et un tube de gonflage (à droite sur l’image) dans lequel le ballon météo est gonflé avec de l’hydrogène quelques minutes avant le vol. Les portes au-dessus du tube protègent l’enceinte des intempéries et du vent, elles  s’ouvrent juste avant le largage du ballon-sonde.
L’Autosonde AS-15 de l’entreprise Vaisala est constitué d’un caisson qui contient la plus grande partie de l’automate et des sondes en attente d‘être lancées et un tube de gonflage (à droite sur l’image) dans lequel le ballon météo est gonflé avec de l’hydrogène quelques minutes avant le vol. Les portes au-dessus du tube protègent l’enceinte des intempéries et du vent, elles s’ouvrent juste avant le largage du ballon-sonde.

Qu’est-ce qu’un radiosondage et comment cela fonctionne-t-il?

Un radiosondage est une mesure de l’état de l’atmosphère au moyen d‘une sonde entrainée par un ballon plus léger que l’air. Le ballon traverse les couches de l’atmosphère à une vitesse verticale de 5 m/s, depuis le sol (490 m à Payerne) jusqu’à une altitude d’environ 35 km, où le ballon éclate et la sonde retombe sur terre en vol plané, accrochée à un parachute.

Quels sont les paramètres mesurés par la sonde?

La sonde mesure la température au moyen d’une résistance de platine, l’humidité de l’air par un hygromètre capacitif. L’altitude et la position de la sonde sont mesurées par un GPS. La vitesse, la direction du vent et la pression sont déduites de ces mesures.

Ces paramètres peuvent-ils aussi être enregistrés par d’autres systèmes de mesure ?

Oui, il existe d’autres systèmes qui permettent de mesurer ces paramètres : les profileurs de vents, les radiomètres micro-ondes, les Lidars, les informations extraites des instruments des avions de ligne. Ce qui caractérise le radiosondage, ce sont la grande précision, la haute résolution des mesures et la large plage d’altitude couverte.

Pourquoi les mesures de la sonde sont-elles d’une telle importance, aussi bien pour les prévisions du temps que pour l’analyse climatique?

Ces mesures sont assimilées par les modèles de prévision météorologique, ils définissent précisément à un instant donné et en un point donné l’état de l’atmosphère sur toute sa hauteur utile. Les profils mesurés permettent d’analyser les instabilités atmosphériques qui entraînent des risques d’orages.

La haute précision de ces systèmes de mesure permet une analyse des changements climatiques qui ont lieu dans l’atmosphère.

Enfin, la communauté des satellites météorologiques utilise les mesures de radiosondage pour qualifier les algorithmes de récupération de profils de température et d’humidité qu’ils développent.

Depuis quand le radiosondage automatique est-il en service à Payerne?

Le système automatique est en service depuis avril 2018. On effectue des radiosondages classiques depuis 1948 déjà.

Comment fonctionne cette mesure automatique? En quoi diffère-t-elle de la mesure manuelle?

La radiosonde et le système d’acquisition des données sont en tout point identiques pour une mesure automatique ou manuelle. Ce qui les différencie, c’est que dans le cas d’une mesure automatique, l’enclenchement de la sonde, le gonflage du ballon, le lâcher de la radiosonde, le contrôle qualité et la distribution des données mesurées sont réalisés par un robot. Certains sondages spéciaux, mesurant des paramètres supplémentaires tels que la concentration d’ozone ou d’aérosols, nécessitent la présence d’opérateurs. Les techniciens de MétéoSuisse réalisent également des vols de recherche, lors desquels plusieurs sondes sont attachées au même ballon. La comparaison des mesures permet d’en assurer la qualité et la traçabilité.

Quels sont les changements apportés par le radiosondage automatique?

Pour les clients, il n’y a eu que très peu de changements. Les données arrivent désormais plus vite, du fait de l’automatisation de la chaîne de transmission.

Le travail requis pour opérer ce système de mesure s’est considérablement réduit. Ce qui est très appréciable, car le personnel nécessaire pour d’autres systèmes de mesure a augmenté en raison de la densification des mesures. Le métier de technicien radiosondeur évolue pour répondre à ces nouveaux besoins.

Quels sont les défis posés par l’introduction du radiosondage automatique?

D’un point de vue technique, il s’agit de garantir la haute qualité et une grande disponibilité des données de radiosondage. Comme la station de Payerne fait partie du réseau mondial GRUAN (GCOS Reference Upper Air Network), elle est une station de référence pour les mesures de l’atmosphère ; il s’agit donc également de s’assurer que les radiosondes atteignent régulièrement des altitudes élevées. A ce jour, tous les indicateurs sont au vert.

D’un point de vue humain, il s’agit pour les cadres d’accompagner leurs collaborateurs dans les changements de métiers que cela implique. Communication, écoute, formation continue, voilà les mots clés à ce propos chez MétéoSuisse.

Quelles sont les chances offertes par le radiosondage automatique?

Avec un système automatique, il est désormais possible d’ajouter des vols sur demande pour compléter le programme de mesure normal pour mieux appréhender des évènements météorologiques particuliers, par exemple s’il y a une probabilité de forts orages.

Il y a entre 600 et 700 stations de radiosondage de par le monde. Pourquoi est-il important d’avoir un tel réseau?

Effectivement, il y a entre 600 et 700 stations aérologiques qui lancent chaque jour deux radiosondes ou plus. Ce nombre témoigne de l’importance de ces mesures pour la qualité des modèles de prévision météorologique.

Pour de plus amples informations

Communiqué de presse
Atmospheric Science – University of Wyoming (in English)

Commentaires (3)

  1. Rickenbacher, 07.10.2018, 11:27

    Qui, quand, comment récupère-t-on la sonde qui est redescendue sur terre?
    Combien sont perdues?

    Encore merci pour votre excellent article.

    Mes salutations

  2. Nicole Zay, 05.10.2018, 12:51

    Lorsque les ballons éclatent, cela génère des déchets; est-il prévu de modifier la matière afin que ces déchets puissent se dégrader ? sans compter le danger pour les oiseaux.

    1. MétéoSuisse, 12.10.2018, 08:09

      Malheureusement, nous n'avons pour le moment pas trouvé de ballons bio dégradables qui atteignent les altitudes exigées.
      Les ballons actuels sont en latex mais les progrès faits dans les dimensions des radiosondes permettent d'utiliser des ballons plus petits -> l'impact diminue.
      Dans tous les cas le radiosondage demeure une mesure indispensable, il n'existe aujourd'hui pas de technologie pouvant complètement le remplacer.
      A signaler encore que nous incitons, par une information sur la radiosonde, toute personne qui trouve ce matériel soit à l'éliminer proprement soit à nous le retourner (contre une petite récompense).

      Concernant le risque pour les oiseaux il est infime en comparaison des avions, éoliennes, etc... Les ballons sont équipés de parachutes et retombent à une vitesse entre 5 et 10m/s, les oiseaux les évitent sans problème.