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COPS, une campagne pour étudier la formation des pluies orageuses

04/10/2007

Copyright Météo-France

Les zones de relief sont le siège de pluies d'origine orageuse, abondantes et localisées. Le projet international baptisé COPS * a été lancé pour mieux connaître les mécanismes de formation de ces pluies et améliorer leur prévision (quantité et répartition géographique).

Radar mobile UHF du Centre de recherches de Météo-France à Meistratzheim. Il fournit toutes les 5 minutes la force et la direction du vent jusqu'à 4/5 km d'altitude.

 

Une campagne de mesures durant l'été 2007

La partie expérimentale du projet COPS s'est déroulée du 1er juin au 31 août 2007. Elle consistait en une vaste campagne de mesures en Forêt Noire et dans les Vosges, région particulièrement propice aux précipitations estivales associées à de violents orages.

Les instruments de mesure étaient implantés sur cinq sites principaux en Alsace et dans le Baden-Württemberg : Meistratzheim à proximité d'Obernai en Alsace, Achern dans la plaine du Rhin, le sommet de l'Hornisgrinde, la vallée de la Murg et Stuttgart en Forêt Noire.

Le Centre d'Opérations de la campagne était situé à Baden Airpark, la plate-forme aéroportuaire de Baden-Baden. Les responsables du projet, scientifiques, prévisionnistes et pilotes y décidaient quotidiennement des opérations de la journée et des jours suivants.
 

Copyright Météo-FranceLe dispositif d'observation de COPS

Des instruments nombreux et variés ont été déployés sur plusieurs sites pour étudier les mécanismes physico-chimiques en jeu lors de ces épisodes orageux :
- des stations météorologiques (température, humidité, vent, précipitations et insolation),
- des radiosondages mobiles (ballon sonde montant jusqu'à plusieurs kilomètres d'altitude) pour décrire finement la structure verticale de l'atmosphère
- des radars pour localiser les précipitations et préciser leur intensité.


A gauche : anémomètre et hygromètre rapides.
A droite : capteurs météorologiques alimentés par des panneaux solaires.

Des capteurs GPS ont également fourni des données sur la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère. Des radars profileurs de vent ont permis de connaître la structure des champs de vent. Les stations de bilan d'énergie ont décrit les échanges d'énergie entre le sol et l'atmosphère. Des lidars ont permis de détecter des poussières en suspension (aérosols).

Des avions instrumentés ont recueilli des mesures similaires, cette fois sur de vastes distances et à grande vitesse.
 

Observer et mesurer au moment opportun

Lorsque les conditions météorologiques étaient propices au développement de systèmes convectifs, le Centre d'opérations lançait des périodes d'observation intensive (POI). Des prévisionnistes allemands, français et suisses étaient chargés d'analyser la situation météorologique aux cours de briefings quotidiens et d'établir des prévisions précises pour la zone concernée pour les 3 jours à venir. Sur cette base, les équipes de scientifiques et de pilotes déterminaient les opérations à mener : lancer ou non une période d'observation intensive et déterminer les moyens à mettre en oeuvre, notamment planifier à bon escient les vols des avions instrumentés.

En période d'observation intensive, tous les moyens de mesure étaient mobilisés pour récolter des informations sur l'évolution des systèmes convectifs. La fréquence des mesures effectuées à l'aide des radiosondages ou des stations d'observation étaient accrue.

En juillet 2007, une quinzaine de journées de POI ont eu lieu, mobilisant notamment les moyens aéroportés. En tout 10 avions équipés de capteurs ont survolé les Vosges, la plaine rhénane et la Forêt Noire. Ces observations intensives ont permis de collecter des quantités de mesures considérables sur différents types de situations météorologiques.

Grâce à l'analyse de cette base de données, les chercheurs pourront mieux comprendre les mécanismes en jeu dans la formation et l'évolution des phénomènes convectifs et orageux. Cette connaissance sera exploitée pour améliorer les modèles de prévision (simulations informatiques reproduisant le comportement de l'atmosphère).


 

Copyright Météo-FranceUne mobilisation française

Piloté par le DFG (Fondation de la Rercherche en Allemagne), la campagne COPS a bénéficié de l'implication de plusieurs laboratoires de recherche français : Laboratoire d'Aérologie, CNES, CNRS, IPSL, LAMP, IGN et le Centre de recherches de Météo-France.

Deux avions instrumentés de SAFIRE**, la flotte française d'avions de recherche, le Falcon 20 et l'ATR42, ont effectué près de cinquante heures de vol pendant la seconde quinzaine de juillet 2007.

Le Falcon 20 de la flotte SAFIRE, devant son hangar à Baden Airpark le 19 juillet 2007

Des prévisionnistes de Météo-France ont contribué aux briefings quotidiens et à l'assistance météorologique aux avions de recherche. Météo-France a exploité à l'occasion de COPS son futur modèle de prévision AROME, contribuant ainsi à son développement et sa qualification.



* COPS : Convective and Orographically-induced Precipitation Study

**  SAFIRE : flotte française d'avions instrumentés exploitée conjointement par le CNRS-INSU, le CNES et Météo-France (Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement).

Photographies : copyright Météo-France

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