Table des matières
- Introduction
- Les informations de base
- Que révèlent les données satellitaires?
- Le modèle mental des conditions nocturnes
- Le modèle WRF-EMS et les produits destinés à l'aviation
- La comparaison du modèle mental et de la prévision du modèle numérique
- Le diagnostic de la visibilité, du plafond et des catégories de vol
- La prévision numérique du temps
- La production de la prévision
- La situation réelle
- Résumé
Introduction
Cette leçon illustre de quelle façon les sorties de modèles de prévision numérique du temps (PNT) peuvent s'ajouter aux observations en surface, à l'imagerie satellitaire et aux modèles conceptuels de phénomènes touchant l'aviation, afin de produire des TAF. Notamment, seront incorporés dans le processus de prévision, les produits numériques issus du modèle de recherche et de prévision météorologique du système de modélisation environnementale, le Weather Research and Forecasting Model - Environmental Modeling System (WRF-EMS). La production d'une prévision s'apparente à la création d'une histoire météorologique. Pour créer une bonne chronologie de l'état de l'atmosphère, il faut connaître les conditions passées, déterminer les conditions présentes et anticiper les conditions à venir. Les prévisions numériques du modèle WRF-EMS peuvent s'avérer utiles quand il s'agit de déterminer les conditions météorologiques futures.
À la fin de cette leçon, vous pourrez:
- Expliquer comment sont calculées les valeurs de visibilité et de plafond des paramètres aéronautiques.
- Nommer les avantages et les limites des paramètres de visibilité et de plafond que fournit le modèle WRF-EMS.
- Utiliser adéquatement les paramètres aéronautiques issus du modèle WRF-EMS, afin de produire une prévision de brouillard pour l'aviation (TAF).
L'impact du brouillard
Le cas à l'étude dans cette leçon concerne l'aéroport Jomo Kenyatta (HKJK) près de Nairobi (Kenya). Le brouillard a une incidence économique considérable sur l'aviation à l'aéroport HKJK. Dans l'ensemble, 79 % des situations météorologiques néfastes majeures sont le résultat d'une mauvaise visibilité causée par le brouillard. Le coût total des retards dus au brouillard et aux autres intempéries s'élevait à 30 millions de shillings kenyans entre 2000 et 2009. Les déroutements pour éviter l'aéroport international Jomo Kenyatta ont coûté 1,9 milliard pour la même période.
Les variables du modèle WRF-EMS
Il est évident que l'impact de ces phénomènes sur les clients de l'aéronautique est important. Le modèle WRF-EMS contient plusieurs variables qui peuvent vous aider à prévoir le brouillard, les plafonds et les visibilités.
Les paramètres aéronautiques ne sont pas inclus dans la série de variables «automatiques» qui viennent avec le programme du modèle WRF-EMS. Elles nécessitent l'utilisation de fichiers de commandes GrADS (système d'analyse et d'affichage) pertinents. Le nom de ces variables contenues dans les fichiers de commandes figurent ci-dessous:
- Plafond (CEILsfc)
- Visibilité (VISsfc)
- Catégorie de vol (FLGHTsfc)
Des informations sur la façon d'accéder à ces produits se trouvent dans l'annexe concernant l'affichage des paramètres aéronautiques à l'aide de GrADS.
Formation du brouillard
Avant de commencer l'étude de cas, il vous sera peut-être utile de réviser les conditions entraînant la formation de brouillard (http://www.meted.ucar.edu/fog_int/navmenu.php?tab=1&page=3.6.0).
Scénario
En ce 11 avril 2005, vous êtes le prévisionniste en service au bureau météorologique local. Vous devez émettre le TAF de 1800 UTC.
Information sur l'aéroport
Comme vous le savez, il est très important de connaître la climatologie et la topographie relatives à l'aéroport visé. De plus, il est souhaitable de connaître la configuration des pistes et les seuils critiques d'utilisation de celles-ci. Les responsables de l'aéroport pourront vous fournir ces renseignements.
Topographie
Les prévisionnistes doivent connaître la topographie locale et ses incidences sur leur région de responsabilité. Nairobi se situe dans une vallée peu profonde, dans les hautes terres de l'est du Kenya. L'aéroport (HKJK) se trouve au sud-est de la zone urbaine. L'endroit s'avère propice au brouillard de rayonnement, quand les vents sont légers et que le ciel est relativement dégagé.
En outre, vous devriez savoir de quelle façon le modèle de prévision numérique du temps représente cette topographie, afin d'adapter votre prévision, s'il y a lieu. Deux cartes topographiques figurent ci-dessous. La première représente le domaine est-africain total du modèle WRF-EMS (onglet Afrique orientale). La seconde illustre la région autour de l'aéroport HKJK (onglet HKJK). Cliquez sur les onglets pour voir les cartes. L'échelle de couleur donne l'élévation en mètre. Bien que le modèle atténue les zones les plus basses et les zones les plus hautes, il représente bien la vallée de l'aéroport.
Afrique orientale
HKJK
Climatologie
La climatologie locale s'avère une autre source importante d'information. À l'aéroport HKJK, le brouillard se forme le plus souvent entre 3 h et 5 h, heure locale (0000 à 0200 UTC), en présence de conditions favorables au refroidissement par rayonnement. Le brouillard est le plus fréquent pendant les saisons humides en avril, et en octobre et novembre.
Comme vous le savez, les étapes de production d'un TAF qui représente les conditions météorologiques prévues sont:
- Créer un modèle mental de l'atmosphère à l'aide de l'analyse synoptique (quelles sont les conditions météorologiques actuelles? La climatologie permettra de déterminer quelles conditions météorologiques sont les plus probables).
- Examiner l'analyse numérique issue de la plus récente prévision du modèle et la comparer au modèle mental.
- Si le modèle mental et l'analyse du modèle numérique (sortie T + 00) se ressemblent, examiner la prévision du modèle.
- Utiliser le modèle mental et la prévision numérique du temps pour rédiger un TAF qui inclura les conditions météorologiques probables et satisfera les besoins des clients du domaine de l'aviation (quelles seront les conditions météorologiques futures?).
- Amender le TAF si nécessaire, à l'aide de nouvelles données, y compris celles provenant de satellites, de radars et des METAR.
Que révèlent les données satellitaires?
Le prévisionniste du quart précédent vous expose la situation météorologique comme suit:
«Nous sommes actuellement dans un régime typique d'avril au Kenya: cumulus diurnes et cumulonimbus très épars, associés à des averses et à des orages de courte durée. Les nuages bas présents tôt ce matin, visibles sur les images satellites, se sont élevés avec le réchauffement diurne. Des nuages convectifs épars se sont formés entre 0557 et 0857 UTC (entre 9 h et 12 h, heure locale), comme le montrent les images visibles et infrarouges. À l'échelle synoptique, aucune perturbation importante des niveaux moyens et élevés de la troposphère ne touchera la région au cours des 30 prochaines heures.»
Imagerie satellitaire européenne
Après l'exposé du prévisionniste précédent, vous examinez les images satellites émises depuis tôt ce matin et jusqu'à 1457 UTC (17 h 57, heure locale). Il s'agit de la première étape de développement de votre modèle mental de l'atmosphère, qui servira à comprendre les conditions actuelles. Pendant la création de ce modèle, le prévisionniste se forge une idée des conditions météorologiques présentes et de celles qui toucheront les environs de l'aéroport, dans le futur.
Examinez l'imagerie satellitaire montrant la vapeur d'eau et répondez aux questions qui suivent.
Selon les animations d'images satellites, quel phénomène atmosphérique de grande échelle observez-vous? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est b).
L'animation montre une forte convection près du lac Victoria et à l'ouest, sur le centre de l'Afrique. Ces éléments indiquent la présence d'une onde équatoriale se déplaçant vers l'ouest, selon l'animation. Derrière l'onde, il y a généralement de la subsidence à grande échelle, qui inhibe en quelque sorte la convection. Les autres réponses sont inexactes, car il n'y a pas de maximum évident dans le courant-jet, ni d'onde équatoriale en amont, sur l'océan Indien, ni d'anticyclone en altitude produisant de la divergence.
Il faut maintenant examiner les éléments de mésoéchelle apparaissant sur les animations satellites suivantes, afin de poursuivre l'élaboration du modèle mental et de répondre à la question: quelles sont les conditions atmosphériques actuelles? Voici des animations d'images de 1 à 3 km de résolution: canal visible (VIS - 3 km), canal infrarouge de 10,8 µm (IR 10,8 - 1 km), canal vapeur d'eau de 6,2 µm (VE 6,2 - 3 km) et canal vapeur d'eau de 7,3 µm (VE 7,3 - 3 km), ainsi qu'un produit dérivé rehaussé pour le brouillard. Elles proviennent toutes du site Web de données de la European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT). Examinez les images satellitaires sous chaque onglet, puis répondez aux questions qui suivent.
VIS - 3 km
IR 10,8 - 1 km
VE 6,2 - 3 km
VE 7,3 - 3 km
Brouillard - 1 km
Que révèlent les animations d'images satellites sur les phénomènes de mésoéchelle? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est d).
Tôt dans la journée, l'image visible montrait des nuages bas près de Nairobi. Au cours de la journée, les nuages bas se sont soulevés puis des cumulus et des nuages convectifs bourgeonnants sont apparus, comme le montrent les images visibles et infrarouges. Tandis que le réchauffement diurne s'affaiblissait, les nuages de la région se dissipaient. Ainsi les réponses a) et c) sont erronées. La convection était évidente sur la côte est du lac Victoria et sur les plaines côtières à l'est de Nairobi.
Les canaux de vapeur d'eau (VE 6,2 et VE 7,3) montrent de l'air relativement humide, mais relativement peu de nuages de la moyenne (VE 7,3) à la haute (VE 6,2) troposphère. La réponse b) est donc erronée.
L'étape suivante dans l'élaboration du modèle mental consiste à examiner les observations actuelles en surface. Un tableau des conditions en surface, enregistrées entre le lever (0300 UTC ou 6 h, heure local) et le coucher (1500 UTC ou 18 h, heure local) du soleil, à l'aéroport international Jomo Kenyatta de Nairobi, figure ci-dessous. Lesquels des énoncés suivants décrivent le plus précisément possible ce que les METAR indiquent? De quelle façon les observations relevées à l'aéroport étayent-elles les informations venant des images satellitaires? (Choisissez tous les énoncés qui s'appliquent.)
Faites défiler les METAR pour les voir tous.
Heure locale (heure universelle), le 11 avril |
METAR |
6 h (0300 UTC) |
08008KT 9999 SCT006 BKN018 17/17 Q1019 NOSIG= |
7 h (0400 UTC) |
08003KT 9999 BKN003 BKN018 17/16 Q1020 NOSIG= |
8 h (0500 UTC) |
manquant |
9 h (0600 UTC) |
00000KT 9999 SCT010 BKN022 18/17 Q1021 NOSIG= |
10 h (0700 UTC) |
08005KT 9999 FEW010 BKN022 19/17 Q1021 NOSIG= |
11 h (0800 UTC) |
manquant |
12 h (0900 UTC) |
07008KT 9999 FEW024CB BKN025 23/15 Q1020 NOSIG= |
13 h (1000 UTC) |
06008KT 9999 FEW024CB BKN025 22/16 Q1020 NOSIG= |
14 h (1100 UTC) |
08007KT 9999 FEW024CB SCT025 24/16 Q1017 NOSIG= |
15 h (1200 UTC) |
manquant |
16 h (1300 UTC) |
10010KT 9999 FEW022CB BKN260 21/16 Q1018 NOSIG= |
17 h (1400 UTC) |
manquant |
18 h (1500 UTC) |
09005KT 9999 BKN021 20/17 Q1020 NOSIG= |
19 h (1600 UTC) |
09006KT 9999 BKN021 19/17 Q1020 NOSIG= |
Les bonnes réponses sont a), b) et e).
L'activité convective (a) qui a été observée correspond aux images VIS et IR 10,8 µm, qui montraient de la convection éparse dans la région entre 0900 et 1300 UTC (entre 12 h et 16 h, heure locale). Les images satellites visibles de la matinée correspondent aux observations de nuages bas (sous 1000 pieds) à 0400 UTC. Les nuages bas à 300 pieds se dissipent avant 0600 UTC (9 h, heure locale), tandis que persiste le plafond près de 2200 à 2500 pieds. Les vents sont légers et de l'est ou presque calmes, tôt et tard dans la journée. Les vents d'est s'intensifient avec le réchauffement diurne, donc la réponse e) est bonne aussi.
La synthèse
Certaines valeurs critiques décrivent des conditions qui revêtent de l'importance pour l'exploitation aérienne. Ces valeurs sont décrites ci-dessous sous forme de «catégories de vol», afin d'aider les prévisionnistes à déterminer quand les conditions franchissent ces seuils critiques.
Comment décririez-vous l'évolution des catégories de vol durant la période couverte par les METAR? (Choisissez tous les énoncés qui s'appliquent.)
Catégorie/critère pour SPECI |
Plafond (mètre et pied) |
|
Visibilité (km et m) |
VFR (règles de vol à vue) |
> 900 m (3000 pi) ou aucun |
et |
> 8 km 8000 m |
MVFR (règles de vol à vue marginales) |
300 à 900 m 1000 à 3000 pi |
ou |
5 à 8 km 5000 à 8000 m |
IFR (règles de vol aux instruments) |
150 à 300 m 500 à 1000 pi |
ou |
1,6 à 5 km 1600 à 5000 m |
LIFR (IFR à basse altitude) |
90 à 150 m 300 à 500 pi |
ou |
0,8 à 1,6 km 800 à 1600 m |
VLIFR (IFR à très basse altitude) |
< 90 m 300 pi |
ou |
< 0,8 km 800 m |
Les bonnes réponses sont c) et d).
L'examen du sondage aérologique est la prochaine étape d'analyse des observations; toutefois, aucun sondage représentant la zone de l'aéroport n'était disponible pour cette leçon. Il est toujours bon d'examiner les sondages locaux quand vous bâtissez votre modèle mental.
Le modèle mental des conditions nocturnes
Il s'agit maintenant de bâtir le modèle mental des conditions nocturnes. En tenant compte de l'analyse de l'imagerie satellitaire et des METAR, répondez aux questions suivantes.
Selon les observations de cette journée, quel énoncé décrit le mieux le modèle mental de l'atmosphère et comment celui-ci devrait-il évoluer au cours de la période de prévision? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est a).
Selon l'imagerie satellitaire, une onde équatoriale déclenche la convection et s'éloigne de la région en se déplaçant vers l'ouest. Dans son sillage, se produira de la subsidence à grande échelle, qui tendra à inhiber la convection. La réponse b) est donc erronée. Les METAR montrent un vent montant humide persistant soufflant sur la région à partir de l'océan Indien, situé à l'est. Ce modèle mental fournit les réponses aux deux questions liées à la chronologie de la situation météorologique: quel est l'état de l'atmosphère actuellement et comment évoluera-t-il? Comme aucun mécanisme ne devrait renverser cette circulation et assécher l'atmosphère, la réponse c) est erronée.
Étant donné les conditions observées actuelles, quel sera leur effet sur la prévision de HKJK? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est a).
Selon la climatologie s'appliquant à l'aéroport, le brouillard de rayonnement est le plus fréquent en avril, octobre et novembre, dans la région de Nairobi. La climatologie indique que la formation de brouillard est possible à l'heure actuelle et les conditions nocturnes semblent favorables. Rien ne paraît pouvoir déclencher de la convection près de l'aéroport durant la nuit. En outre, les vents sont légers près de la surface. Le cisaillement de bas niveaux ne présentera donc pas de danger pour l'aviation. La convection diurne ne semble pas avoir laissé beaucoup de nuages près de Nairobi.
Le modèle WRF-EMS et les produits destinés à l'aviation
Le service météorologique du Kenya se sert du modèle de prévision numérique WRF-EMS depuis quelques années. Le post-traitement pour l'aéronautique des sorties du modèle peut fournir des informations supplémentaires sur la formation de nuages bas et de brouillard nocturnes présentant des dangers pour l'aviation. De plus, le modèle produit des valeurs précises de plafond et de visibilité, qui peuvent servir de première approximation à la prévision.
Avant d'utiliser ces produits destinés à l'aviation, toutefois, vous devrez vérifier si le modèle WRF-EMS simule bien les conditions actuelles. La simulation du modèle de 1200 UTC, le 11 avril 2005, montre une bonne initialisation. Ainsi, vous pouvez supposer que la prévision est fiable à l'échelle synoptique.
La comparaison du modèle mental et de la prévision du modèle numérique
Les prévisions numériques du temps sont utiles pour préciser l'évolution anticipée de l'atmosphère. Il s'agit d'abord de vérifier que le modèle représente adéquatement l'état présent de l'atmosphère. Ensuite, il faut comparer la prévision de 1600 UTC avec les conditions actuelles. Examinez les quatre premières heures de la prévision animée ci-dessous et répondez aux questions qui suivent.
Infrarouge
Plafonds
Vents à 10 m
H. R. à 2 m
Modèle mental
Comparez votre modèle mental de l'état actuel de l'atmosphère avec l'analyse du modèle WRF-EMS, relativement aux phénomènes de grande échelle. Sont-ils semblables?
L'onde équatoriale qui s'éloigne de la région produira de la subsidence à grande échelle, qui tendra ainsi à inhiber la convection. La convection s'affaiblit à mesure que le soleil se couche. Les nuages convectifs restants ont tendance à se dissiper. La circulation montante et l'absence de nuages moyens et hauts favoriseront le refroidissement par rayonnement. La circulation venant de la côte kenyane sera favorable à la formation de brouillard. (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est c).
Le modèle WRF-EMS montre les vents montants poussant l'air de l'océan Indien vers les hautes terres du Kenya. Il montre aussi seulement quelques zones éparses comportant des plafonds, une humidité relative entre 70 et 80 % à la tombée de la nuit, et peu ou pas de convection qui pourrait générer des nuages de moyens et hauts niveaux, dans la région de Nairobi.
La quantité de convection dans le modèle diffère de la réalité à 1600 UTC. Cette différence est visible en comparant la température de luminance du modèle avec celle de l'image satellitaire infrarouge (IR 10,8). Ici, le modèle WRF-EMS a été initialisé à partir d'une source (le GFS du NCEP) sans nuages convectifs directement prévus. Il n'existait donc pas au départ de convection à mésoéchelle. À mesure que la prévision progresse dans le temps, elle crée cette convection selon le taux d'instabilité convective et les forçages synoptiques du modèle. Après quatre heures de prévision, à 1600 UTC, le 11 avril, le modèle WRF-EMS n'avait pas complètement intégré plusieurs phénomènes possibles. Cette différence pourrait ne pas toucher la prévision de brouillard et de plafonds bas. Vous pouvez donc utiliser la prévision numérique du temps pour parfaire votre chronologie du temps.
Les restrictions de conditions de vol pour les décollages et les atterrissages dépendent de la visibilité en surface et du plafond nuageux aux aéroports de départ ou d'arrivée. Le modèle WRF-EMS déduit ces deux paramètres en se fondant sur des variables connexes directement prévues, comme l'eau nuageuse et l'humidité relative.
Comment le modèle WRF-EMS déduit-il les valeurs de plafond et de visibilité?
Le diagnostic de la visibilité, du plafond et des catégories de vol
Le diagnostic de la visibilité
Le modèle WRF-EMS déduit la visibilité à partir de la prévision de quantité de pluie et de nuages dans la couche modélisée juste au-dessus du sol. La quantité de nuages prévue dans cette couche indique s'il s'y formera du brouillard et, le cas échéant, s'il sera dense. Ce paramètre du modèle est une source directe de renseignement sur la visibilité, qui peut être incluse dans votre TAF.
L'avantage des données de modèle pour déduire la présence de brouillard vient du fait que le modèle tient compte des processus locaux responsables de la formation de ce phénomène. Quand le prévisionniste connais la topographie et la climatologie locales, les données issues du modèle peuvent augmenter sa confiance en la prévision de brouillard.
Gardez à l'esprit que la qualité de l'initialisation limite la qualité de la prévision numérique de la visibilité. Aussi, les modèles de prévision numérique ne tiennent pas très bien compte de l'humidité du sol. Cette lacune pourrait entraîner des erreurs dans les calculs d'évaporation et avoir une incidence sur l'humidité près de la surface. Comme pour toute prévision numérique, vous devez tenir compte des limites du modèle durant l'analyse des résultats.
Le diagnostic du plafond nuageux
Le modèle WRF-EMS cherche la présence de nuages, de son toit à son sol, pour déduire l'occurrence de plafonds. Les couches du modèle dont les nuages couvrent au moins la moitié du ciel sont considérées comme ayant un couvert fragmenté. La hauteur prévue du plafond correspond à la hauteur de la couche la plus basse comportant des nuages fragmentée.
Le plafond prévu est assez bien déterminé pour un ciel généralement nuageux. Quand l'étendue nuageuse prévue avoisine 50 % (près du seuil délimitant «SCT» et «BKN»), le diagnostic pourrait indiquer des nuages épars, même si en réalité ils sont fragmentés. L'inverse est aussi possible. Cette erreur pourrait mener à une prévision inexacte de la catégorie de vol.
Quant il s'agit de paramètres inférés, il importe de les valider. En comparant la prévision du modèle avec les conditions actuelles, vous pouvez évaluer l'exactitude de la prévision pour votre région.
La combinaison des restrictions relatives à la visibilité et au plafond: la catégorie de vol
En combinant les visibilités et les plafonds issus du modèle WRF-EMS, vous pouvez déterminer les catégories de vol prévues. Le tableau ci-dessous donne les seuils de visibilité et de plafond pour chaque catégorie de vol. La colonne de droite indique les valeurs du modèle WRF-EMS correspondant à chaque catégorie de vol.
Tableau des catégories de vol: valeurs seuil de visibilité et de plafond
Catégorie/critère pour SPECI |
Plafond (mètre et pied) |
|
Visibilité (km et m) |
|
VFR (règles de vol à vue) |
> 900 m (3000 pi) ou aucun |
et |
> 8 km 8000 m |
4 |
MVFR (règles de vol à vue marginales) |
300 à 900 m 1000 à 3000 pi |
ou |
5 à 8 km 5000 à 8000 m |
3 |
IFR (règles de vol aux instruments) |
150 à 300 m 500 à 1000 pi |
ou |
1,6 à 5 km 1600 à 5000 m |
2 |
LIFR (IFR à basse altitude) |
90 à 150 m 300 à 500 pi |
ou |
0,8 à 1,6 km 800 à 1600 m |
1 |
VLIFR (IFR à très basse altitude) |
< 90 m 300 pi |
ou |
< 0,8 km 800 m |
1 |
Bien que les plafonds bas et les visibilités réduites se produisent souvent simultanément, les restrictions dues à l'un ou l'autre de ces paramètres entraîneront une réduction des catégories de vol. La plus restrictive des valeurs de plafond ou de visibilité détermine les règles de vol. Par exemple, si le plafond se trouve à 5000 pi, mais que la visibilité est de 2 km dans la brume, la catégorie IFR prévaudra en raison de la restriction à la visibilité.
La prévision numérique du temps
Maintenant que vous considérez la prévision numérique du temps de 1200 UTC comme étant utile à votre prévision couvrant la nuit, vous pouvez évaluer la portion nocturne de la prévision du modèle WRF-EMS émise à 1200 UTC (11 avril 2005) et constater si elle est similaire à votre modèle mental. Voici la dernière étape de votre chronologie météorologique: à quelles conditions météorologiques peut-on s'attendre dans le futur?
Les prévision du modèle WRF-EMS apparaissent à intervalles d'une heure dans l'animation ci-dessous. Cliquez sur les onglets au-dessus des illustrations pour afficher chaque champ prévu. Quand vous réfléchirez à votre modèle mental et à la prévision, n'oubliez pas que le 12 avril le soleil se lève à 6 h 31, heure locale (0331 UTC), à Nairobi.
Plafonds
Visibilités
Catégories de vol
Répondez aux questions ci-dessous, après examen des animations de visibilités, de plafonds et de catégories de vol. N'oubliez pas que le modèle WRF-EMS assigne les numéros suivants aux catégories de vol prévues: 4 pour VFR; 3 pour MVFR; 2 pour IFR; 1 pour LIFR; 1 pour VLIFR4 pour VFR; 3 pour MVFR; 2 pour IFR; 1 pour LIFR; 1 pour VLIFR.
Selon le modèle WRF-EMS, quand les conditions LIFR commencent-elle, quand les conditions LIRF sont-elles les plus répandues et quand les conditions LIFR finissent-elles, près de l'aéroport HKJK? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est c).
Les animations indiquent que le modèle prévoit l'apparition des conditions LIFR à 19 ou 20 UTC, le 11 avril. L'étendue de celles-ci augmente ensuite d'heure en heure jusqu'à environ 03 UTC, le 12 avril. Entre 05 et 06 UTC, les conditions LIFR devrait prendre fin, en raison de l'élévation des plafonds.
La prévision du modèle WRF-EMS peut aussi donner la hauteur de la base du plafond et la visibilité près de l'aéroport. Les graphiques ci-dessous montrent l'évolution temporelle du plafond, de la visibilité et de la catégorie de vol. Les valeurs issues du modèle sont calculées au point de grille le plus près de HKJK. Le logiciel GrADS a servi à produire les graphiques et il est inclus avec le modèle WRF-EMS. Veuillez en réviser le fonctionnement dans le guide d'utilisateur. De plus amples renseignements sur la création de graphiques figurent en annexe à ce module. Les lignes horizontales jaune, rouge, gris foncé et gris pâle indiquent respectivement les seuils des catégories de vol MVFR, IFR, LIFR et VLIFR. La prévision de plafond apparaît en bleu foncé.
Plafonds
Visibilités
Catégories de vol
Selon les graphiques, quelles valeurs de plafond et de visibilité incluriez-vous dans la prévision valide de 2000 UTC (11 avril) à 0600 UTC (12 avril)? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est d).
Les conditions devraient se détériorer entre 1900 et 2000 UTC, en raison d'une réduction rapide des plafonds et des visibilités jusqu'à la catégorie VLIFR (200 pieds et 100 mètres, respectivement). Notez que l'indice du modèle WRF-EMS représentant la catégorie de vol prévue s'arrête à la catégorie LIFR. Pour évaluer si les conditions passeront sous les seuils de la catégorie VLIFR, vous devrez examiner le plafond et la visibilité séparément.
La visibilité prévue commencera à s'améliorer à 0400 UTC, le 12 avril, mais n'atteindra que 800 mètres à 0500 UTC. Une amélioration rapide des plafonds et des visibilités est prévue par la suite. Comme les différences constatées entre la prévision numérique du temps et le modèle mental ne devraient pas toucher la prévision de plafond et de visibilité, vous pouvez utiliser ces valeurs dérivées du modèle pour votre prévision. Grâce à cette information, vous savez maintenant de quelle façon évoluera la situation météorologique.
La production de la prévision
Comme vu précédemment, les prévisions numériques peuvent produire des valeurs précises de plafond et de visibilité. Ces valeurs s'avèrent très utiles pendant l'écriture de TAF. Elles servent de première approximation, que les prévisionnistes peuvent adapter selon leur connaissance de la région. Les valeurs tirées des prévisions numériques vous permettront peut-être d'ajouter des détails à votre scénario météorologique et à vos prévisions.
Il est maintenant 1630 UTC, le 11 avril 2005. Voici le TAF émis pour l'aéroport à 1030 UTC, le 11 avril 2005, valide de 12 h à 18 h, heure locale, le jour suivant.
TAF
HKJK 111030Z 111200/121800 09005KT 9999 SCT020
TEMPO 1113/1115 09008KT 6000 -SHRA BKN025CB
FM 120000 09005KT 9999 SCT025
TEMPO 1201/1204 09005KT 5000 BR BKN010
FM 120600 08007KT 9999 SCT025
TEMPO 1210/1212 06010KT 6000 -SHRA BKN025CB
FM 121200 07008KT 9999 SCT010
TEMPO 1212/1214 06010KT 6000 -SHRA BKN025CB =
Vous êtes sur le point d'émettre le TAF subséquent. Modifierez-vous son contenu sur la base des informations obtenues des satellites, des observations et du modèle WRF-EMS? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est a).
Si vous vous fiez au modèle WRF-EMS, une modification majeure du TAF s'avèrera nécessaire. Les heures d'occurrence et l'intensité ne sont plus les mêmes pour le plafond et la visibilité. Les directives de l'OACI requièrent une modification. Sans cette modification, la chronologie actuelle sera erronée et induira les pilotes, les régulateurs de vol et les gestionnaires de la circulation aérienne en erreur.
En vous fiant uniquement à la prévision du modèle WRF-EMS, de quelle façon modifieriez-vous le TAF de 30 heures précédent, pour la période de 30 heures comprise entre 18 UTC (11 avril 2005) et 00 UTC (13 avril 2005)? Le TAF précédent est affiché ci-dessous. (Choisissez la meilleure réponse.)
TAF
HKJK 111030Z 111200/121800 09005KT 9999 SCT020
TEMPO 1113/1115 09008KT 6000 -SHRA BKN025CB
FM 120000 09005KT 9999 SCT025
TEMPO 1201/1204 09005KT 5000 BR BKN010
FM 120600 08007KT 9999 SCT025
TEMPO 1210/1212 06010KT 6000 -SHRA BKN025CB
FM 121200 07008KT 9999 SCT010
TEMPO 1212/1214 06010KT 6000 -SHRA BKN025CB =
Sur la base du modèle analysé précédemment, choisissez l'énoncé qui représente le mieux l'heure à laquelle les plafonds et les visibilités devraient se détériorer.
La bonne réponse est a).
Le modèle WRF-EMS indique l'occurrence de brouillard et une visibilité réduite d'ici 2000 UTC, le 11 avril 2005. Les réponses b) et c) sont donc erronées. Il faut écrire FM plutôt que TEMPO, car notre modèle mental actuel et la prévision numérique du temps indiquent que les conditions persisteront. En outre, le groupe FM aide les partenaires de l'aviation à planifier leurs opérations.
Lequel de ces groupes représente le mieux dans le TAF les changements prévus de plafond et de visibilité? (Choisissez la meilleure réponse.) N'oubliez pas que des changements de catégorie de vol surviennent pour des hauteurs de plafond de 900 m/3000 pi, de 300 m/1000 pi, de 150 m/500 pi et de 90 m/300 pi.
La bonne réponse est c).
Le TAF précédent indiquait seulement une baisse temporaire de la visibilité à 5000 mètres, entre 0100 et 0400 UTC, le 12 avril. Les plafonds ne devaient temporairement s'abaisser qu'à 3000 pieds. Le modèle WRF-EMS indique une visibilité de 160 mètres et des plafonds aussi bas que 200 pieds.
Lequel des groupes suivants représente le mieux dans le TAF l'heure à laquelle le brouillard devrait se dissiper? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est b).
Le modèle indique une amélioration des conditions à 0500 UTC et un retour à la catégorie VFR avant 0600 UTC.
Selon les réponses ci-dessous, le nouveau TAF se lira comme suit:
TAF
HKJK 111630Z 111800/130000 09005KT 9999 SCT020
FM 112000 09005KT 1000 FG BKN005
FM 120000 0200 +FG OVC003
FM 120600 08007KT 9999 BKN025
TEMPO 1210/1212 06010KT 6000 -SHRA BKN025CB
FM 121200 03008KT 9999 SCT010
TEMPO 1212/1214 07010KT 6000 -SHRA BKN025CB =
FM 121800 06008KT 9999 BKN025
Vous devriez toujours user de prudence quand vous utiliser les modèles de prévision numérique du temps pour formuler votre prévision. Les modèles à haute résolution donnent des détails d'apparence réaliste, qui pourraient engendrer une impression d'exactitude. Un fois les variables météorologiques analysées et votre modèle mental établi, vous devrez fréquemment comparer celui-ci et la prévision numérique avec l'évolution réelle des conditions. Vous devrez adapter votre scénario météorologique, afin qu'il reflète la réalité.
La situation réelle
À mesure que la situation évolue, vous pourrez vérifier votre TAF et évaluer quels changements ou révisions seraient nécessaires pour garantir que votre prévision reste valide. De cette façon, vous construirez des chronologies météorologiques pertinentes.
Des METAR rapportant les observations horaires relevées avant, pendant et après l'événement figurent ci-dessous. L'imagerie EUMETSAT rehaussée pour le brouillard commence à 1612 UTC (19 h 12, heure locale), le 11 avril 2005. Les zones allant du blanc aux gris sont couvertes de nuages bas et de brouillard, tandis que les zones bleues indiquent le sommet froid de nuages convectifs ou de cirrus. Les points bleus, noirs et blancs indiquent l'emplacement de la convection la plus profonde.
METAR
Faites défiler les METAR pour les voir en entier.
| Heure locale (heure universelle), le 11 avril |
METAR |
| SA 11/04/2005 19:00-> | METAR HKJK 111900Z 09006KT 9999 BKN021 19/17 Q1020 NOSIG= |
| SA 11/04/2005 20:00-> | METAR HKJK 112000Z 06003KT 9999 BKN020 18/17 Q1021 NOSIG= |
| SA 11/04/2005 21:00-> | METAR HKJK 112100Z 00000KT 9999 BKN020 18/17 Q1021 NOSIG= |
| SA 11/04/2005 22:00-> | METAR HKJK 112200Z 07005KT 9999 FEW008 BKN019 18/17 Q1020 NOSIG= |
| SA 11/04/2005 23:00-> | METAR HKJK 112300Z 07005KT 2000E BR SCT004 BKN017 17/17 Q1019 BECMG T L 0030 3000 BR= |
| SA 12/04/2005 00:00-> | METAR HKJK 120000Z 05004KT 5000 SCT004 BKN017 17/17 Q1019 BECMG TL 02 00 5000 OVC005= |
| SA 12/04/2005 02:00-> | METAR HKJK 120200Z 10003KT 0500 +FG BKN004 17/17 Q1019 TEMPO TL 0400 3000 FG BKN004= |
| SA 12/04/2005 03:00-> | METAR HKJK 120300Z 00000KT 0500 +FG OVC004 16/16 Q1020 BECMG TL 0400 1000 FG OVC005= |
| SA 12/04/2005 04:00-> | METAR HKJK 120400Z 00000KT 0200 +FG BKN004 16/16 Q1020 TEMPO TL 0530 5000 BKN006= |
| SA 12/04/2005 06:00-> | METAR HKJK 120600Z 00000KT 9999 BKN019 18/17 Q1022 NOSIG= |
| SA 12/04/2005 07:00-> | METAR HKJK 120700Z 02003KT 9999 BKN021 20/16 Q1022 NOSIG= |
| SA 12/04/2005 08:00-> | METAR HKJK 120800Z 06004KT 9999 BKN023 22/16 Q1022 NOSIG= |
| SA 12/04/2005 09:00-> | METAR HKJK 120900Z 05005KT 9999 SCT025 24/16 Q1021 NOSIG= |
| SA 12/04/2005 10:00-> | METAR HKJK 121000Z 04008KT 9999 BKN026 25/15 Q1020 NOSIG= |
| SA 12/04/2005 12:00-> | METAR HKJK 121200Z 06007KT 9999 SCT027 26/14 Q1018 NOSIG= |
Satellite
Comparez le TAF aux METAR ci-dessus. À quel point le TAF représente-t-il les heures de début et de fin réelles du phénomène? (Choisissez la meilleure réponse.)
TAF
HKJK 111630Z 111800/130000 09005KT 9999 SCT020
FM 112000 09005KT 1000 FG BKN005
FM 120000 0200 +FG OVC003
FM 120600 08007KT 9999 BKN025
TEMPO 1210/1212 06010KT 6000 -SHRA BKN025CB
FM 121200 03008KT 9999 SCT010
TEMPO 1212/1214 07010KT 6000 -SHRA BKN025CB =
FM 121800 06008KT 9999 BKN025
La bonne réponse est b).
Du brouillard s'est formé à l'aéroport Jomo Kenyatta de Nairobi (Kenya), de 0200 à 0400 UTC, le 12 avril 2005. La visibilité variait de 200 à 500 mètres, entraînant des conditions VLIFR. Des restrictions de vol se sont avérées nécessaires dès 2300 UTC, le 11 avril, quand la visibilité a atteint 2000 mètres. Des conditions LIFR se sont manifestées dès 0200 UTC, le 12 avril, et se sont améliorées entre 0400 et 0600 UTC. L'heure de début que donnait le modèle WRF-EMS était trop tôt. Le modèle WRF-EMS a prévu la catégorie LIFR quelques heures trop tôt, mais a bien prévu l'heure du retour des conditions VFR.
L'imagerie EUMETSAT rehaussée pour brouillard montre très peu de gris ou de blanc près de Nairobi (petite croix blanche au centre de l'image). Dans l'animation, les nuages de bas niveaux et le brouillard commencent à se former près de Nairobi vers 0042 UTC (3 h 42, heure locale), comme rapporté dans les METAR. L'image satellite montre que le brouillard semble se dissiper vers 0300 UTC. Soit environ une heure avant que les observations indiquent que les visibilités et les plafonds s'améliorent.
À quel point ce TAF représentait-il les valeurs de plafond et de visibilité durant cet événement? (Choisissez la meilleure réponse.)
La bonne réponse est d).
Les valeurs les plus basses de plafond et de visibilité ont été observées entre 0200 et 0400 UTC, quand le plafond a atteint 400 pieds et la visibilité, 200 mètres. Le modèle a prévu des valeurs qui correspondaient étroitement aux observations, mais pendant une trop longue période.
La vérification des produits du modèle destinés à l'aviation
Il est recommandé de comparer en continu les données du modèle et les observations, afin de déterminer si le modèle présente un biais ou des erreurs systématiques liés à la visibilité, au plafond et aux autres paramètres qui concernent l'aviation. Ici, le manque de nuages et de débris convectifs dans le modèle WRF-EMS (dû à la période de relaxation) a peut-être produit trop de refroidissement par rayonnement, trop tôt, entraînant ainsi la formation hâtive de nuages bas et de brouillard. Une vérification à long terme des nuages bas et du brouillard révélerait si ce problème revient fréquemment dans la prévision du modèle WRF-EMS.
La vérification des prévisions est un processus itératif, qui vous permettra d'acquérir de l'expérience et de bien connaître la topographie, la climatologie et les configurations météorologiques locales. En vous y adonnant, vous pourrez intégrer efficacement les données de modèles numériques dans vos prévisions; ainsi, vos modèles mentaux et vos chronologies des phénomènes météorologiques s'amélioreront. Ces améliorations vous permettront de fournir des produits utiles à vos clients de l'aéronautique.
Résumé
Le modèle WRF-EMS peut fournir des informations utiles au prévisionniste de l'aéronautique en Afrique. Dans cette leçon, vous avez utilisé la visibilité, les plafonds nuageux et les catégories de vol pour présenter de l'information à mésoéchelle dans les prévisions aéronautiques de brouillard à Nairobi.
Vous avez utilisé les paramètres de visibilité et de plafond du modèle WRF-EMS pour déterminer les valeurs à inclure dans le TAF. Le modèle WRF-EMS déduit la visibilité à partir de la prévision de quantité de pluie et d'eau dans les nuages se trouvant dans la couche modélisée, juste au-dessus du sol. La quantité de nuages prévue dans cette couche indique s'il s'y formera du brouillard et, le cas échéant, s'il sera dense. Ce paramètre du modèle est une source directe de renseignement sur la visibilité et peut être inclus dans votre TAF.
La qualité de l'initialisation du modèle limite la qualité des valeurs de visibilité que prévoit celui-ci. En outre, les modèles numériques ne simulent pas très bien l'humidité du sol. Cette lacune pourrait entraîner des erreurs dans les calculs d'évaporation et avoir une incidence sur l'humidité près de la surface. Comme pour toute prévision numérique, vous devez tenir compte des limites du modèle durant l'analyse des résultats.
Le modèle WRF-EMS cherche la présence de nuages, de son toit à son sol, pour inférer l'occurrence de plafonds. Les couches du modèle dont les nuages couvrent au moins la moitié du ciel sont considérées comme comportant un couvert fragmenté. La hauteur prévue du plafond correspond à la hauteur de la couche la plus basse contenant des nuages fragmentée.
Le plafond prévu est assez bien déterminé pour un ciel généralement nuageux. Quand l'étendue nuageuse prévue avoisine 50 % (près du seuil délimitant «SCT» et «BKN»), le diagnostic pourrait indiquer des nuages épars, même si en réalité ils sont fragmentés. L'inverse est aussi possible. Cette erreur pourrait mener à une prévision inexacte de la catégorie de vol.
Le modèle combine les valeurs prévues de plafond et de visibilité pour en déduire les catégories de vol. Ce paramètre vous permet d'évaluer rapidement de quelle façon les catégories de vol pourraient changer au cours de la période de prévision.
Il importe de garder à l'esprit que les météorologistes ne doivent pas se fier aveuglément au modèle de prévision numérique du temps. Il faut d'abord créer un modèle mental de l'évolution probable de la situation, sur la base des analyses en surface et en altitude, ainsi que des données des satellites. Des différences ressortiront inévitablement de la comparaison des modèles mentaux avec les prévisions numériques du temps; elles devront être prises en compte. L'expérience du prévisionniste et sa connaissance de la climatologie locale devraient toujours entrer en ligne de compte, quand le météorologiste évalue les prévisions du modèle. Cette pratique permettra au météorologiste de bâtir un scénario météorologique pertinent et de formuler des TAF fondés sur des données réelles et des prévisions numériques.