Prévisions météorologiques, alertes, recherche climatique - tous ces domaines reposent sur des mesures.  Les radiosondes, ces petits appareils portés par des ballons jusqu’à 35 kilomètres d’altitude, sont des systèmes indispensables pour fournir les mesures fondamentales de l’atmosphère.

Afin de garantir la qualité des données des radiosondages, des campagnes dites de comparaison sont organisées tous les 5 à 10 ans à la demande de l'Organisation météorologique mondiale (OMM). Pendant ces campagnes, les radiosondes de plusieurs fabricants s'élèvent sur le même ballon, ce qui permet de comparer directement les mesures.

La campagne la plus récente a eu lieu en 2022 à l'Observatoire météorologique de Lindenberg / Observatoire Richard-Aßmann (MOL-RAO) du Service météorologique allemand (DWD). Dix modèles de radiosondes ont été minutieusement testés sous la direction de MétéoSuisse et du Service météorologique allemand. Ils ont été soumis à des tests exigeants en laboratoire et en atmosphère libre.

Les principaux résultats

• A l'exception d'un modèle, tous les radiosondages ont satisfait aux exigences en matière de mesure de la température pour la prévision numérique du temps.
• A l'exception de deux radiosondes, toutes répondent aux exigences en matière de mesure de l'humidité de l'air. Après le passage de nuages, des différences allant jusqu'à 4 °C peuvent toutefois être constatées.
• Sept des dix radiosondes testées sont conformes à la norme des formats de données de l'OMM.
• Six des dix sondes sont jugées particulièrement faciles à utiliser par les opérateurs indépendants. Une formation de deux jours sur les systèmes est suffisante.
• Dans l'ensemble, les dix systèmes testés répondent aux exigences opérationnelles pour les ascensions quotidiennes de routine.

Campagne de laboratoire : test dans des conditions extrêmes

Pendant leur utilisation dans l'atmosphère, les radiosondes sont exposées à des conditions extrêmes d'humidité, de température et de rayonnement. Il faut donc s'assurer que les radiosondes effectuent des mesures fiables et constantes.

Lors de la campagne de laboratoire, les capteurs ont donc été exposés à des conditions contrôlées dans des chambres climatiques spéciales, par exemple à des températures allant jusqu'à -75 °C ou à des pressions atmosphériques comprises entre 950 hPa et 5 hPa, ​gammes de valeurs qui correspondent à la plage d'altitude entre le sol et 35​​ ​km (voir illustration 1). Pour de nombreux fabricants, cette campagne de laboratoire a été une occasion unique de tester leurs sondes dans des conditions représentatives de la réalité. D'autre part, la campagne de laboratoire a fourni des informations importantes pour la compréhension et l'évaluation des résultats de la campagne de terrain.

Campagne de terrain : à dix sous un ballon

Une semaine avant le début de la campagne de terrain, les fabricants ont installé leurs systèmes à l'Observatoire de Lindenberg. Pendant cette période, ils ont également formé une équipe d'opérateurs indépendants qui avaient pour mission de réaliser les radiosondages de manière autonome et d'évaluer la facilité d'utilisation des systèmes. Pour ces sondages, jusqu'à dix radiosondes ont été installées sous le ballon sur un attelage spécial.

Au cours de la campagne de terrain de quatre semaines, les chercheurs ont fait décoller un total de 79 attelages de radiosondes, dont 41 de jour et 38 de nuit (voir illustration 2). En outre, d'autres systèmes de télédétection au sol, tels que des radiomètres à micro-ondes, des lidars éoliens et des radars éoliens, ont été comparés aux radiosondes de référence.

Evaluation et notation pour chaque ascension

L'analyse des données de mesure et le rapport final à l'OMM se concentrent sur l'évaluation des différents systèmes de sondes. Les résultats de l'analyse statistique de l'ensemble des données ont été interprétés et présentés à l'aide d'un catalogue de critères prédéfinis de l'OMM. De cette manière, chaque système de radiosondage est évalué pour des domaines d'application spécifiques, comme la météorologie aéronautique, la prévision numérique du temps ou la recherche climatique.

Le rapport donne également des recommandations pour d'éventuelles optimisations qui pourraient encore améliorer la qualité des données des radiosondages. Le rapport final contenant toutes les informations sur la structure et le déroulement de la campagne de comparaison ainsi que tous les résultats détaillés a été publié par l'OMM et peut être téléchargé ici.

Informations supplémentaires

• Rapport détaillé de l'OMM (12 mars 2024)
• Radiosondages chez MétéoSuisse