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L'atmosphère au coucher du soleil : la campagne de mesures BLLAST

28/06/2011

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La campagne de mesures BLLAST a été lancée le 14 juin par le Laboratoire d'Aérologie (Université Paul Sabatier–Toulouse 3), en partenariat avec Météo-France, l'observatoire Midi-Pyrénées et une vingtaine de laboratoires européens et américains. BLLAST (Boundary Layer Late Afternoon and Sunset Turbulence) se déroulera jusqu'au 8 juillet sur le plateau de Lannemezan dans les Hautes-Pyrénées. Divers instruments quadrilleront les airs sur un rayon de 20 kilomètres et jusqu'à 4 kilomètres d'altitude pour décrire les mouvements de la couche basse de l'atmosphère, en particulier au moment du coucher du soleil.

Exemple d'instrument utilisé durant la campagne BLLAST : ballon captif (copyright M. Lothon)

Cette phase de transition entre le jour et la nuit est encore mal comprise par les scientifiques. Pourtant, elle joue un rôle important en météorologie et conditionne le transport et la diffusion de la vapeur d'eau et des composés en traces, comme les polluants et les aérosols. A terme, les données recueillies lors de la campagne BLLAST contribueront à affiner les modèles opérationnels de prévision numérique du temps et de dispersion des polluants.

Consulter la vidéo : BLLAST, observer l'atmosphère au coucher du soleil (3'50'')

Mieux comprendre les mouvements de la basse atmosphère

Le comportement des masses d'air dans les premiers kilomètres de l'atmosphère varie tout au long du cycle diurne. En pleine journée, le sol chauffé par le soleil transmet une partie de cette chaleur à l'air qui se trouve à son contact. L'air réchauffé a alors tendance à s'élever - comme l'eau dans une casserole portée sur le feu, et des tourbillons apparaissent. Lorsque le soleil se couche, certaines surfaces, qui ont emmagasiné de la chaleur pendant la journée, continuent à réchauffer l'air. D'autres, au contraire, cessent déjà. Les tourbillons apparus dans la journée se déforment alors selon des mécanismes complexes avant de disparaître : au milieu de la nuit, les vents seuls façonnent la couche basse de l'atmosphère.

Des moyens de mesure de pointe

Comment les tourbillons évoluent-ils en fin d'après-midi? Quel est l'impact sur le transport de la vapeur d'eau et des aérosols? La campagne BLLAST met en œuvre des dizaines de systèmes d'observation complémentaires pour décrire le plus complètement possible les premiers kilomètres de l'atmosphère.

Le site expérimental couvre une zone de 20 km de diamètre près de Lannemezan. Pendant les quatre semaines de campagne, des capteurs installés sur des mâts et des ballons captifs mesureront les caractéristiques de la surface et de la première couche d'air à son contact (humidité du sol, variables météorologiques à plusieurs altitudes mesurées à haute cadence, composantes du rayonnement solaire, concentrations d'aérosols…).

Pour la première fois, des drones instrumentés* combinés à des avions de recherche (Piper Aztec français de l'unité Safire et Sky Arrow italien de l'Ibimet) seront utilisés pour étudier l'atmosphère. Drones et avions exploreront les airs entre 30 mètres et 4 kilomètres et mesureront la température, l'humidité et le vent à la résolution très fine de quelques mètres pendant toute la durée des vols.

Météo-France a par ailleurs développé une nouvelle sonde sous ballon captif pour mesurer la turbulence, et adapté des ballons sondes aux besoins spécifiques de la campagne. Ces ballons, conçus d'ordinaire pour éclater à une vingtaine de kilomètres d'altitude, éclateront à quelques kilomètres du sol. Les sondes, ainsi récupérées et réutilisées, permettront d'intensifier la fréquence des mesures.

* Drones : notamment MASC de l'Université de Tübingen, M2AV de l'Université de Braunschweig et SUMO de l'université de Bergen

Laboratoires et services de recherche impliqués dans la campagne : Laboratoire d'Aérologie de Toulouse (CNRS/Université Toulouse 3), Météo-France/ CNRM-GAME, Observatoire Midi-Pyrénées, Laboratoire de Météorologie Dynamique (CNRS/Ecole Polytechnique/UPMC/ENS), Laboratoire de Physico-Chimie de Dunkerque, Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement (SAFIRE).

La campagne BLLAST associe en outre des chercheurs issus de 21 autres organismes de recherche européens et américains (le MAQ de l'Université de Wageningen, l'Université d'Utah, l'Université de Madrid, l'Université des Baléares…)

Actualité par Météo-France