velivole.fr exploite le modèle atmosphérique à maille fine AROME de Météo-France. Il fournit des prévisions très précises à échéance maximale de 42h plusieurs fois par jour. Il inclus également le modèle global ARPEGE, beaucoup moins connu dans le monde du vol libre. Ce modèle, à couverture globale, est le modèle que Météo-France utilise pour alimenter les bords d'AROME. Il fournit des prévisions plus grossières à échéance maximale de 114h pour ARPEGE 12Z. Météo-France fournit deux sorties brutes d'AROME - ce qu'on appelle souvent AROME SD en résolution 0.025° (~2,5km à nos latitudes) et 0.01° (~1.2km à nos latitudes). Contrairement à ce qu'on croit parfois, il n'y a qu'un seul AROME qui tourne en interne sur leur supercalculateur - celui en 0.01°. C'est juste la sortie qui est donnée soit sur une grille de 0.01°, soit sur une grille de 0.025°. Sur velivole.fr, les calques 0.01° sont appelés des calques HD. La différence de coût en matière de stockage, de transfert et de traitement entre une grille SD et une grille HD et d'environ 5 fois. Pour cette raison on privilégie toujours les calques SD, les calques HD étant réservés aux quelques paramètres ou une distance de 1km peut effectivement avoir un effet significatif - le vent par exemple.
Chaque exécution d'AROME, qu'on appelle RUN, a une échéance différente.
Chaque RUN porte comme nom l'heure UTC (Z pour Zulu Time, un terme militaire) correspondant à l'ASSIMILATION des données des sondes du réseau de Météo-France.
Ainsi le RUN 0Z est initialisé avec les données des sondes à minuit UTC ou 02h du matin temps française d'été.
Les supercalculateurs de Météo-France mettent à peu près 3h à 3h30 pour exécuter un RUN complet de 42h.
L'affichage du site fonctionne avec des calques à l'aide des boutons à gauche de la carte. Certains calques sont semi-transparents et peuvent être superposés. D'autres calques feront apparaître une nouvelle série de boutons avec des niveaux d'hauteurs au-dessous. Ces boutons agissent sur l'ensemble des calques en même temps. Les premiers niveaux sont exprimés en mètres AGL et les derniers niveaux sont des niveaux isobares exprimés en pression selon la règle habituelle z450 correspond au niveau où la pression atteint 450hPa, ç. à d. environ 6300m. Les niveaux HD correspodent aux calques HD.
Afin d'afficher les données associées à un endroit sur la carte, il faut choisir un point. La sélection se fait soit directement, en cliquant sur la carte, soit en utilisant la fonction recherche. Les données sont affichées à droite sur deux panneaux qu'on peut choisir via les onglets - informations générales et émagramme. Un bouton AGL/AMSL est situé à droite des onglets. Il permets de basculer l'affichage entre AGL et AMSL pour toutes les valeurs sur la carte et dans les panneaux.
Les différents calques actuellement disponibles
Carte Routière du projet OpenStreetMapFR
Elle sert à se repérer sur la carte. Elle est un peu aplatie parce qu'elle n'est pas dans sa projection native qui est le Web Mercator, la projection introduite par Google Maps et qui est ajourd'hui de factor la norme Web. La projection habituelle utilisée par les services météorologiques est la Projection cylindrique équidistante .
Carte Topographique en niveaux de gris et en couleurs
Pour se faire une idée du terrain. Elle a été fabriquée à partir des données publiques de la mission SRTM de NASA. La version utilisée sur ce site est SRTM3 à 3 arcsecondes de précisions (~90m).
Modèle du relief d'AROME 0.01
Carte du modèle du relief utilisé dans la version la plus haute résolution d'AROME. Cette carte permet à se faire une idée sur les imperfections du modèle quant à la simulation des courants d'air. Elle doit également servir pour transformer les niveaux de hauteur entre AGL et AMSL pour les données des modèles.
Epaisseur de la couche convective / Sommet de la couche convective
Contrairement à une idée reçue, ceci n'est ni la base ni le sommet des nuages de basse couche. En pratique la valeur est souvent proche à au sommet des cumulus sans développement vertical mais il s'agit d'un paramètre physique différent. Il correspond au sommet des thermiques bleus en absence de condensation. Si la condensation convective existe, elle a lieu au plus haut à ce niveau, mais généralement bien plus bas. En cas de développement marqué des cumuls par restitution de chaleur latente, ce niveau sera dépassé. En pratique, pour un parapentiste (ou deltiste), ce niveau est presqu'impossible à atteindre. En présence de condensation, la seule route pour y arriver passe par un nuage, ce qui est bien sûr, A) strictement interdit, B très dangéreux. En absence de condensation, ceci est le sommet des thermiques bleus, mais en pratique, ces thermiques ralentissent avant leur sommet.
Brillance thermique infrarouge (ce paramètre est actuellement caché en attendant qu'il soit exploitable)
Ceci est un paramètre spécifique à Météo-France. Il est décrit en détails sur Wikipedia (désolé, pas de version française). Il sert, entre autre, à calibrer le modèle par mesures satellite. Il est inclus sur velivole.fr dans le but de pouvoir prédire l'intensité du phénomène de restitution du soir. C'est certainement une méthode très naïve dans sa forme actuelle et son efficacité reste à être prouvée sur le terrain.
Flux solaire net en surface (K*)
Ce paramètre indique la quantité d'énergie solaire reçu par le sol par le biais de la radiation UV du soleil. Il s'agit de la majeure partie du paramètre Q du modèle RASP/WRF. Q = K + L, où L est la quantité de radiation dans le spectre infrarouge absorbée par les nuages. K* est la quantité d'énergie reflétée par le sol. Le rapport , s'appelle l'albedo. Le paramètre K* doit permettre de faire le calcul du paramètre W*, l'intensité des ascendances thermiques du RASP. Il sera disponible prochainement. Le calcul sera légèrement différent de celui dans RASP, il ne prendra pas en compte les émissions infrarouge des nuages, mais il prendre en compte l'albedo du sol, absent de RASP. Ceci est imposé par les différences entre les modèles AROME et WRF.
Les relations entre K, K*, L, L*, Q et a sont expliquées ici (pas de version française à ma connaissance).
Intensité des ascendances thermiques ou vitesse verticale W*
Ceci est la vitesse convective, le paramètre le plus connu du RASP de Dr. Jack, mais adapté sur les données AROME. La vitesse moyenne des ascendances thermiques est linéarement proportionnelle à où Q est le flux solaire en surface. Ceci est une défintion très différente de la définition habituelle en météorologie, où . Cette deuxième définition concerne surtout les ascendances thermiques au délà du sommet de la couche convective - ç. à d. le développement vertical des cumulus. L'efficacité de ce mode de calcul a déjà été prouvée sur le terrain et il a été repris sur velivole.fr en rappelant encore une fois que cette valeur n'est pas absolue, il s'agit juste d'une indication relative.
Vitesse verticale géométrique W ou VV
Ceci est la vitesse verticale géométrique directement produite par AROME. Ce paramètre intéresse essentiellement les pilotes de planeur en vol d'onde. Il prédit la vitesse verticale du vent quand elle est d'origine mécanique - soulèvement directe par une pente ou ondes de ressaut sous le vent du relief. Le paramètre est peu sensible à la convection sous la base des cumulus.
Gradient moyen de la température de la couche convective
Cette valeur est calculée par moi selon la formule suivante: ou hConv est l'épaisseur de la couche convective, Y est le niveau hauteur le plus proche dans AROME à l'épaisseur sont la dépasser, et X est le plus petit niveau supérieur à la couche convective. Tx et Ty sont les températures de ces deux niveaux. Il s'agit d'une simple interpolation linéaire. Si la couche convective est inférieur à 20m, le calque devient transparent et affiche un gradient de 0. Le gradient est exprimé en centidegrés Celsius pour 100m. ATTENTION, si le sommet de la couche convective est trop bas, cette valeur n'a pas beaucoup de sens. Le gradient permet d'estimer la stabilité de l'atmosphère. Il doit toujours être comparé au gradient adiabiatique de l'air sec (constant, à 98°cC/100m) et au gradient pseudo-adiabatique de l'air saturé en vapeur d'eau (de l'air humide) qui lui varie avec la température et la pression. Voici la tableau approximatif donné par la FAA pour sa valeur (toujours en °cC/100m):
| Pression Température | -40°C | -20°C | 0°C | 20°C | 40°C |
|---|---|---|---|---|---|
| 1000 | 95 | 86 | 64 | 43 | 30 |
| 800 | 94 | 83 | 60 | 39 | |
| 600 | 93 | 79 | 54 | ||
| 400 | 91 | 73 | |||
| 200 | 86 |
Cisaillement vertical de la couche convective
Cette valeur est calculée par moi selon une méthode inspirée du RASP de Dr. Jack. Le cisaillement est définie comme le résultat de la soustraction vectorielle du vent dans la couche convective. A différence du RASP, dont le calcul se limite au vent à 10m du sol et le vent au somment de la couche convective, mon calcul prends en compte l'évolution vectorielle dans toute la couche convective. Ma méthode est décrite en détail ici (cours de météorologie de l'Université de San Francisco. ATTENTION, si le sommet de la couche convective est trop bas, cette valeur n'a pas beaucoup de sens.. Le résultat de ce calcul est un index qui va de 0 à 20. Le cisaillement vertical du vent a deux effets: il crée de la turbulence qui peut être dangéreuse et il atténue l'intensité des ascendances thermiques parce qu'il accèlere le mélange de la couche convective. C'est le paramètre aérologique le plus négatif quant à la pratique du vol libre.
Base des cumulus
Ce paramètre mérite une explication particulière. Ceci est en réalité le NCC - le Niveau de Condensation par Convection estimé par la formule d'Espy (enfin, une version un peu plus moderne et précise décrite par Stull). Il correspond au niveau au quel une masse d'air soulevée du sol par la convection atteindra son niveau de condensation. Si ce niveau est supérieur au sommet de la couche convective, il n'y aura pas de condensation - ceci est la valeur Thermique Bleus de velivole.fr. N'utilisez pas ce calque pour prévoir la présence de cumulus. Le calque CUMULUS qui contient les données calculées pour Météo-France est nettement plus précis. Ce calque permet uniquement de connaître le niveau de condensation de l'air sur le sol. En présence d'une convection active, ceci sera le niveau auquel les cumulus vont commencer à se former. Cette valeur n'est pas du tout valable en absence de convection ou pour les nuages non-convectifs. On peut également imaginer différents cas de figure, dans lesquel cette valeur est absente (Thermique Bleus) et pourtant il existe des cumulus. Un tel cas de figure est une convection rapide qui produit un étalement et la formation d'un stratus qui couvre entièrement le ciel. Dans ce cas le flux de vapeur arrivant du sol qui alimente le stratus peut être interrompu sans que le stratus se désagrége. Dans ce cas le NCC indiquera absence de condensation mais le stratus sera toujours présent. On peut également imaginer, en montagne, un cumulus qui est porté par un vent fort au-dessus d'un sommet ou d'une vallée. Cette valeur ne représentera plus son altitude réel. Pour résumer, cette valeur indique le niveau de condensation en présence de convection active et uniquement pendant que cette convection continue à alimenter le cumulus. Elle peut être faussée par la présence de brusques changements dans l'altitude du relief.
Effet de Venturi
Pour ceux qui sont habitues a devoir rajouter 5-10-15km/h sur le vent du modele par rapport au vent réel au decollage, l'effet de Venturi (compression du vent) sur les crêtes des cols est déjà pris en compte dans le modele AROME. A différence du modèle GFS qui fonctionne avec une représentation tres grossière du relief, AROME fonctionne avec une maille de ~1,25km. Vous pouvez vérifier la représentation du relief du votre site préféré en utilisant le calque correspondant. Si vous êtes sur un col large de plusieurs kilomètres et haut d'au moins 1000m, la compression du vent sera entirement présente dans la valeur du vent du modele. Si vous êtes sur un sommet completement isolé (Puy-de-Dome par exemple), la compression sera prise en compte à la hauteur d'environ 50%.
Vent, température et humidité en niveaux hauteurs
AROME est un modèle non-hydrostatique et toutes les hauteurs sont exprimés en mètres au dessus du sol. La température du sol est la température du sol lui-même et non pas la température de l'air à 0m. Ceci est un paramètre un peu inhabituel, absent des prévisions classiques. Dans cet image on voit en bleu les niveaux hauteur d'un modèle hydrostatique, dont on a l'habitude, par rapport aux niveaux hauteur d'un modèle non-hydrostatique qui sont en rouge. Uniquement les niveaux z450 et z250, exprimés en pression atmosphériques sont par rapport au niveau de la mer.