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ICE-GENESIS : prévision d’une situation à fort potentiel neigeux (Partie 2/3)

14 avril 2021, 2 Commentaire(s)

Dans le cadre du projet ICE-GENESIS, financé par le programme de recherche et d’innovation de l’Union Européenne Horizon 2020 dans le cadre de la convention N°824310, une campagne de mesures aéroportées et depuis le sol a eu lieu à l’aéroport des Éplatures à La Chaux-De-Fonds durant la deuxième quinzaine de janvier, afin d’étudier les précipitations sous forme de neige. Dans ce deuxième blog d’une série de trois, plongez dans l’analyse de la situation météorologique du 27 janvier 2021 qui s’est révélée très intéressante pour des mesures de neige aux Éplatures.

Rappel de l’épisode précédent

Au cas où vous l’auriez manqué, le premier épisode de cette série présentait les objectifs, les parties prenantes et le déroulement de la campagne. Durant cette quinzaine de campagne, Météo-France et MétéoSuisse ont uni leurs forces pour effectuer des briefings quotidiens afin d’identifier les créneaux les plus propices à des mesures de précipitations sous forme de neige aux Éplatures. Dans ce deuxième épisode, nous revenons sur une situation météorologique qui s’est avérée particulièrement favorable pour des mesures de neige.

Situation synoptique du 27 janvier 2021

Le 27 janvier 2021, la Suisse se trouve à l’avant d’une succession de deux fronts chauds, zones qui promettent des précipitations avant ainsi qu’au cours de leur passage. On peut visualiser ces fronts sur la carte de surface présentant les isobares (courbes d’égales pressions) et les fronts prévus le 27 janvier à 13h locales de la Figure 1 ci-dessous. La trace au sol des fronts chauds est matérialisée par les lignes rouges.

La zone d’intérêt et d’échantillonnage, l’axe du Jura de part et d’autre de l’aéroport des Éplatures, se trouve alors tout juste en amont de ces zones de précipitations.

Affichage aggrandi: Carte des isobares (lignes traitillées) en surface et des fronts prévus le 27 janvier 2021 à 13h locales, élaborée la veille. La zone d’échantillonnage est délimitée en orange.
Carte des isobares (lignes traitillées) en surface et des fronts prévus le 27 janvier 2021 à 13h locales, élaborée la veille. La zone d’échantillonnage est délimitée en orange.
Source : MétéoSuisse

Les observations satellite et radar dont nous disposions le 27 janvier en tout début de matinée au moment du briefing avec les scientifiques et les pilotes, visibles sur la Figure 2 ci-dessous, attestent de bandes de précipitations approchant déjà pendant la nuit vers la zone d’intérêt dans un courant de nord-ouest. Ces bandes sont des fronts antérieurs aux fronts chauds visualisés sur la carte de surface prévue décrite précédemment. Mais à l’arrière, au large des îles Britanniques, on distingue déjà la nébulosité chargée des fronts chauds qui concerneront la Suisse au cours de la journée du 27 janvier.

Dans la masse d’air relativement froide en place sur la Suisse avec une limite pluie-neige à basse altitude, la situation s’annonce prometteuse pour de la neige jusqu’au sol aux Éplatures.
Attaquons-nous maintenant aux prévisions.

Analyse du calage des modèles

Lorsque l’on s’intéresse à des prévisions à courte échéance, notamment les prévisions des précipitations, il est pertinent d’évaluer le “calage” du modèle à un instant donné, autrement dit d’évaluer l’accord entre les observations actuelles et la prévision du modèle à l’échéance correspondante. Lorsque les observations et la prévision du modèle sont proches, on dit que le modèle est bien calé. Dès lors, la prévision part sur de bonnes bases, c’est-à-dire qu’on peut avoir une bonne confiance dans les prévisions du modèle, du moins à courte échéance (c’est-à-dire à 5-6 heures à l’avance).

Pour la situation du 27 janvier, le calage du modèle a été vérifié au tout dernier moment avant le briefing météo en comparant les réflectivités prévues par COSMO-1E (Fig. 3 ci-dessous à gauche) aux réflectivités effectivement mesurées par le radar au même moment (Fig. 3 ci-dessous à droite). On constate qu’à 05:00 UTC le 27 janvier 2021, le modèle représente correctement les zones de précipitations, aussi bien par leur localisation que par leur intensité, malgré une légère sous-estimation des réflectivités et donc des intensités de précipitations sur l’ouest de la Suisse. Dans ce cas, COSMO-1E est plutôt bien calé et on lui fera relativement confiance pour la suite des évènements.

Affichage aggrandi: Réflectivités prévues par le modèle COSMO-1E (à gauche) et réflectivités mesurées par le réseau de radars européens (à droite) le 27 janvier 2021 à 05:00 UTC.
Réflectivités prévues par le modèle COSMO-1E (à gauche) et réflectivités mesurées par le réseau de radars européens (à droite) le 27 janvier 2021 à 05:00 UTC.
Source : logiciel NinJo @MétéoSuisse

Prévision des précipitations neigeuses

Pour avoir une idée du timing des précipitations, examinons d’abord le météogramme de la Figure 4 ci-dessous, graphique qui donne un aperçu en un coup d'œil de l’évolution prévue des différents paramètres météorologiques qui nous intéressent sur l’aérodrome des Éplatures.

Ce météogramme présente, de haut en bas :

  • Une coupe verticale de l’humidité relative (vert d’autant plus sombre que l’humidité relative est élevée) ;
  • une coupe verticale du vent sous forme de barbules ;
  • Des courbes de températures à différents niveaux : 500 hPa, 700 hPa puis en surface (à 2 mètres) ;
  • Tout en bas, les cumuls de précipitations sur 1h sous forme de neige, RS (en rouge), ou bien sous forme de pluie, RR (en bleu), le traitillé correspond à une intensité d’1 mm/h (ce qui correspond pour la neige à 1 cm/h).
Affichage aggrandi: Météogramme sur l’aérodrome des Eplatures (LSGC) prévu par le modèle COSMO-1E, run du 27.01.2021 à 03:00 UTC.
Météogramme sur l’aérodrome des Eplatures (LSGC) prévu par le modèle COSMO-1E, run du 27.01.2021 à 03:00 UTC.
Source : COSMO-1E @MétéoSuisse

Sur ce météogramme, on constate qu’aux Éplatures, les précipitations débuteront sans doute entre 12:00 UTC et 13:00 UTC et qu’elles devraient d’abord être sous forme de neige au sol, avec une limite pluie-neige située sous l’altitude de l’aérodrome des Éplatures (1017 mètres). Puis, au fur et à mesure de la progression du front chaud et de l’arrivée d’air chaud, d’abord en altitude, on attend une remontée de la limite pluie-neige avec des précipitations au sol qui se transforment en pluie à partir de 19:00 UTC. La fenêtre de vol s’étendant jusqu’à 17:00 UTC maximum (à cause de la nuit), il y aurait donc une fenêtre de quelques heures pour l’échantillonnage des chutes de neige jusqu’au sol.

Étant donné le fort potentiel de précipitations neigeuses au sol de cette situation, un vol est planifié pour l’après-midi du 27 janvier. Décollage de l’ATR42 à 14h15 locales pour échantillonner la neige in-situ, en complément des instruments de mesure installés au sol aux Éplatures. Verdict pendant et après le vol...

Commentaires (2)

  1. Philippe Clapasson, 04.05.2021, 14:59

    Merci pour ces explications et pour votre présence sympathique sur notre aéroport.
    Est-ce qu'une des applications de cette étude pourrait être une prévision locale précise des précipitations de neige, et dans l'idéal automatique?

    Réponses

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    1. MétéoSuisse, 04.05.2021, 15:12

      Cette étude de terrain pourrait tout à fait fournir des observations utiles pour évaluer la prévision des précipitations dans nos modèles. Certaines études de cas spécifiques extraits de cette campagne vont être menées prochainement pour évaluer la prévision des précipitations neigeuses de nos modèles COSMO-1E et COSMO-2E. Une synthèse de ces études pourrait faire l'objet d'un futur blog