Il y a 50 ans ... 57-2-2008
Il y a 50 ans les principaux points du Bulletin d’avril étaient les télécommunications météorologiques en Europe, la réduction de l’évaporation de l’eau des réservoirs, les aspects des ondes de relief intéressant l’aéronautique, le cinquantième anniversaire du Service météorologique australien et partie II de «La conquête de la troisième dimension», ainsi que les rapports des secondes sessions de l’Association régionale III et de la Commission de météorologie synoptique et les activités des associations régionales et des commissions techniques.
Aspects des ondes de relief intéressant l’aéronautique
... Afin d’augmenter la sécurité des vols au-dessus des montagnes, de nombreuses recherches, entreprises au cours de ces dernières années, ont eu pour but de fournir une meilleure image des courants atmosphériques au-dessus des régions montagneuses. Les renseignements les plus importants du point de vue de l’aéronautique qu’il a ainsi été possible de recueillir concernent peut-être les ondes stationnaires qui se forment assez couramment sous le vent des barrières montagneuses. Plusieurs accidents d’aviation survenus dans le passé peuvent désormais s’expliquer en fonction de ces ondes de relief qui, en raison des courants verticaux qu’elles créent, de la forte turbulence qu’elles engendrent parfois et de leur effet sur la précision des lectures des altimètres barométriques et sur la navigation aérienne peuvent constituer un véritable danger pour le pilote non averti.
Nuage dus aux ondes de relief
Une preuve visible de l’existence d’ondes de relief est fournie par les nuages lenticulaires, stationnaires ou quasi stationnaires, qui se développent sous le vent des chaînes de montagnes et qui sont disposés en bandes parallèles à ces chaînes. Ces nuages sont propres à un courant atmosphérique subissant des oscillations verticales associées à des ondes stationnaires. Pas moins de 10 bandes de nuages, si ce n’est plus, ont été observées en même temps, alors que l’on peut en voir généralement deux ou trois. Les nuages orographiques lenticulaires se forment à différentes altitudes, parfois simultanément. ...
Les nuages en capuchons et les nuages de tourbillons d’aval constituent d’autres types de formations nuageuses associées aux ondes de relief. Les premiers, peu élevés, ont leur base près ou au-dessous du niveau du sommet de la montagne, leur sommet relativement lisse ne se trouvant qu’à quelques centaires de mètres au-dessus de la chaîne. La plus grande partie de ces nuages se trouve au-dessus du versant de la montagne exposé au vent. Pour un observateur situé sur l’autre versant, les nuages ressemblent à un tertre ou à un mur, pourvu d’éléments fibreux descendant partiellement du côté sous le vent. Les nuages de tourbillon d’aval apparaissent sous la forme de rouleaux stationnaires à diverses distances du côté sous le vent de la chaîne de montagnes. Ils se développent en tourbillons stationnaires au-dessous des crêtes des ondes.
Aspects des ondes de relief intéressant les vols
Parmi les aspects les plus importants des ondes de relief, du point de vue de l’aéronautique, il faut citer les courants verticaux associés à ces ondes. Des courants descendants d’une valeur de 5 à 10 m/s sont assez fréquents. Dans un cas extrême ..., un pilote a estimé que les courants verticaux étaient de l’ordre de 40 m/s ... lorsque des ondes de relief se développent, des zones de courants descendants se produisent généralement immédiatement au-dessous de la crête de la montagne, sous le vent, de sorte qu’un aéronef qui s’élèverait vers l’arête et qui serait pris dans l’un de ces courants descendants pourrait se trouver dans l’impossibilité de gagner assez d’altitude suffisamment à temps pour échapper à l’obstacle que constitue la montagne.
... Le siège le plus important et le plus courant de forte turbulence dans les ondes de relief est de loin la zone des nuages de tourbillons d’aval. De violentes rafales très nettement délimitées dépassant 12 m/s ont été observées dans certaines ondes de sierra et des pilotes expérimentés ont déclaré avoir perdu tout contrôle de leur appareil pendant de courtes périodes au moment où ils volaient dans une zone de nuages de tourbillons d’aval. Semblable turbulence engendrée par des chaînes plus petites n’est en général pas si forte; néanmoins, elle est souvent la source d’inconfort et de danger éventuel pour l’aéronef.
Les erreurs de navigation aérienne causées par les fluctuations de la vitesse horizontale du vent entre la crête et le thalweg, les erreurs de lectures d’altimètres barométriques, ainsi que la probabilité et l’intensité accrues du givrage d’aéronef sont autant d’autres aspects des ondes de relief qui ont une influence néfaste sur la performance et la sécurité des vols.
Moyens de détecter la présence d’ondes de relief
Les ondes les plus faciles à déceler sont celles qui sont accompagnées des nuages typiques qu’elles engendrent. Les ondes de relief peuvent néanmoins se produire tant par ciel clair que par ciel entièrement couvert. Dans ces conditions, il faut avoir recours à d’autres moyens pour déceler la présence d’ondes de relief. L’on a récemment démontré qu’il était possible d’utiliser dans ce but les données d’observation régulières de radiosondage.
Conditions météorologiques favorables à la formation d’ondes de relief
La possibilité de déceler la présence d’ondes de relief n’élimine pas la nécessité de déterminer les conditions météorologiques favorables à la formation de ces ondes et d’aviser les pilotes lorsque ces conditions existent et que les ondes peuvent se produire. ...
Application de la théorie dynamique
Les conditions mentionnées ci-dessus sont conformes, dans les grandes lignes, aux résultats théoriques obtenus en appliquant la méthode des perturbations à la circulation d’un courant stable franchissant une montagne. Les meilleurs résultats ont été obtenus jusqu’ici par R.S. Scorer qui a envisagé un courant sans friction, stable, laminaire et isentropique, tout en tenant compte de la variation du gradient vertical et du vent par rapport à l’altitude. En appliquant le critère de Scorer à un radiosondage représentatif effectué dans un courant non perturbé, il est possible de prévoir sans grande difficulté la formation éventuelle d’ondes dans une masse d’air donnée.
Cette théorie fournit également un aperçu des facteurs intervenant dans la longueur et l’amplitude des ondes stationnaires. Il existe un effet de résonance tel que les ondes de grande amplitude ne se produisent que si la longueur d’onde naturelle du courant atmosphérique correspond aux dimensions de la chaîne de montagnes. Étant donné que cette longueur d’onde augmente avec la vitesse du vent, les montagnes plus grandes nécessiteraient des vents plus forts pour provoquer des ondes de grande amplitude. Les observations viennent confirmer ce fait.
Application à la prévision pour l’aéronautique
De nombreux renseignements utiles peuvent être fournis au pilote en ce qui concerne les effets des ondes de relief sur sa route en appliquant les résultats théoriques et pratiques qui ont été brièvement examinés ci-dessus. ...