PREMIERS VOLS EN SOLO SUR LA CAMPAGNE

CHERENCE,Dimanche 7 février 2010

Cette discussion comprend deux parties :

• Quelques « clés » pour lire le ciel

• Le régime de croisière « économique » et « prudent « : LE VOL à FINESSE MAX

Quelques « clés » pour lire le ciel

Première partie

Rappels sur les variations de la température en fonction de l’altitude

• Atmosphère « standard »• Atmosphère réelle

Pour l’aéronautique on définit une atmosphère « type » dont les

caractéristique sont les suivantes

Air « sec »

Température à 0 m : 15°C

Tropopause à 11000 m à –56.5°C

Isothermie au dessus

Ces valeurs sont des moyennes parfois

assez différentes de l'atmosphère réelle

Cette atmosphère "type" est dite :

atmosphère "standard".

Gradient vertical: -6.5°C / 1000 m

température

-20-40

Altitude [km]

5

10

0

-6.5°/1000mTropopause11000 m-56.5°C

15°C

isot

herm

ie

6

L'atmosphère réelle peut donc être sensiblement

différente de l’atmosphère standard

selon le lieu,

selon la saison,

selon le jour.

Seul un sondage permet de connaître le profil de

température réel de l'atmosphère.

7

une isothermie au niveau de la tropopause.

une inversion d'altitude,

une tranche présentant un profil semblable à celui de l'atmosphère standard,

une inversion nocturne.

Souvent, on retrouve :

Les ascendances d’origine convective

Le rayonnement solaire ne réchauffe pas l’air de manière sensible et ne modifie donc pas la répartition

verticale de la température.

Par contre, l’air est refroidi ou réchauffé par le sol, soit par contact direct (conduction), soit à distance , par rayonnement

infra rouge

En s'échauffant, certaines « parcelles » d’air en contact avec le sol deviennent moins denses que l'air ambiant et s'élèvent…

jusqu'à ce que leur température devienne égale à celle de l'air qui

les entoure.

12°

11°

10°

5°

2°

0°

-1°

-5°

Stabilité et instabilité en atmosphère réelle

15°

10°

17°

12°

7°

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Z (m)

9h 11h

11,25°

375 m

10,75°

625 m

Air se saturant

13h

21°

16°

11°

6°

3,5°

0,5°

2700 m0°

-2.5°

En réalité, la température de l’air en surface augmente au

fil des heures et le profil vertical de la

température devient progressivement adiabatique

12°

11°

10°

5°

2°

0°

-1°

-5°

Stabilité et instabilité en atmosphère réelle

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Z (m)

22°

17°

12°

7°

21°

16°

11°

6°6°

3.5°

1°

13h

-1.5°

6°

4.5°

2°

-0.5°

15h-3°

-5.5°

12°

11°

10°

5°

2°

0°

-1°

-5°

Stabilité et instabilité en atmosphère réelle

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Z (m)

22°

17°

12°

7°

21°

16°

11°

6°6°

3.5°

1°

13h

-1.5°

6°

4.5°

2°

-0.5°

15h-3°

-5.5°

Nous nous limiterons aux cas où,

aux premiers cumulus de début de journée,

succède un vrai ciel de Vol à Voile.

Qui correspond à une évolution diurne classique du type de celle-ci

max

Dans des régions continentales plates et peu contrastées, la convection peut prendre une organisation spatiale

très régulière.

Cela correspond à une alternance de mouvements

verticaux ascendants et descendants des

mouvements verticaux (type «

cellules de Bénard »)

D

H

Entre la hauteur H des tourbillons

et l’écartement D des colonnes ascendantes

On trouve empiriquement:D 3H

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50123456789

101112

Distance[km]

Plafond [km)

D3H

Ainsi pour un plafond de 1500 m , l’espacement des ascendances

serait del’ordre de 4,5 km

On a de même une relation empirique linéaire entre le plafond de la convection et les vitesses verticales (OSTIV-2009)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

1

2

3

4

5

6

Vz[m/s]

Altitude [km]

Vz [m/s] 2x Z [km] -0,9

Structure verticale d’une ascendance

Ve

Ve

Ve

Ve

Ve

Vza Vza

VeVe

Ve

Ve

Vza

VeVza

Z 300 m

Z800 m

Bulles convectives intermittentes

Vza Ve

Colonne ascendante

Vza V

Trains de bulles convectives

Vza Ve

Épaisseur variable

Epaisseur variable

Courants descendants périphériques

Source chaudePellicule d’air chaud

Courants descendants périphériques

Inexploitable par un planeur

Tranche turbulente mais exploitable.Diamètre 130-140 m

Ascendance « organisée », Diamètre 160-200 m

Structure d’une ascendance

Z 300 m

Z800 m

Courants descendants périphériques

Source chaudePellicule d’air chaud

Courants descendants périphériques

Inexploitable par un planeur

Tranche turbulente mais exploitable.Diamètre 130-140 m

Ascendance « organisée », Diamètre 160-200 m

Une ascendance a tendance à s’élargir au fur et à mesure

de son développement vertical

Lorsqu’elle est surmontée par un cumulus assez épais et à bords bien nets ,

la vitesse verticale augmente jusqu’à la base du nuage

Sa durée de vie sera alors de 20 à 30 minutes

Le cumulus renforce en effet l’ascendance qui l’a « fabriqué » (refroidissement du sommet du

nuage par rayonnement)+ 3 m/s

+2 m/s

+ 3m/s

Durée de vie d’une ascendance

Et… où la rechercher par rapport au nuage ?

A l’heure H, au stade de développement, l’ascendance est en place (1) et s’environne rapidement de courants descendants (2).

L’ascendance associée à un petit cumulus évolue très vite.

10 minutes plus tard le nuage est en voie de désagrégation .Son évaporation génère de l’air froid et une descendance (3).

Il faut donc arriver vite et pas trop loin de sa base !

Durée de vie d’un petit cumulus

Il est parfois difficile de reconnaître un « jeune » cumulus ,

d’un cumulus en « fin de vie »

Le cumulus en formation a généralement une base plate et nette

et une forme pyramidale

Pour bien choisir son « prochain nuage», il faut surveiller attentivement son évolution,et pendant la montée qui précède la transition et pendant la transition

Parfois « moyen » cumulus « grossit »

Dans ce cas , il y aura plusieurs noyaux ascendants,repérables grâce aux parties plus sombres

et donc plus épaisses du nuage

Où aller chercher l’ascendance ?

Loin de la base, l’ascendance est à rechercher légérement au vent du nuage. Non loin de la base , elle est à rechercher à l’aplomb du nuage.

L’ascendance, légèrement inclinée dans les basses couches,

se redresse ensuite pour se situer à l’aplomb du nuage

Avec peu de vent ou un profil de vent régulier

Si le vent augmente fortement avec l’altitude

Pour une même valeur d’ascendance, plus le vent est fort, plus elle est inclinée (3),

mais aussi pour une même valeur de vent, plus l’ascendance est forte, moins elle est inclinée (4).

Cela nous permet de fixer un profil moyen théorique des ascendances.

Dans le cas du thermique pur,

l’ascendance faiblit rapidement à partir d’un certain niveau

Elle est donc fortement inclinée.

Si elle n’est pas très vigoureuse, elle disparaîtra rapidement

Rôle des contrastes de végétation et d’éclairement

Rôle des contrastes de végétation

Exemple. la lisière de la forêt de Rambouillet ou de la forêt de Senonche

Rôle de l’ombre des nuages sur le sol

En créant des ombres au sol, les nuages , inhibent ou renforcent la convection

Ici, l’ombre au sol crée un contraste et renforce l’ascendance

Ici, à midi, l’ombre affaiblit l’ascendance, C’est le « trou » de midi !

Rôle de l’ombre des nuages sur le sol (suite)

En créant des ombres au sol, les nuages renforcent la convection

Ici, l’ombre au sol crée un contraste et renforce l’ascendance

Il faudra aller chercher l’ascendance, à mi-distance entre l’ombre au sol et le bord

éclairé du nuage

Vu d’en-dessous, ce côté du nuage va présenter un « ourlet » clair

Cas des trous de ciel bleu dans un ciel couvert par st-cumulus

Des « trous » de soleil, au sol vont permettrele déclanchement d’ascendance

Rues de nuages et onde de rues de nuages

Rues de nuagesLorsque le vent est fort,

les nuages peuvent s’aligner dans le sens du vent pour constituer des « rues «

Un côté de la rue présente une zone ascendante quasi continue.

Rues de nuages

il suffit de trouver le bon côté…et, ensuite, d’aller tout droit, comme en avion !

Onde de rues de nuage

En altitude, le vent est perpendiculaire aux rues

Celles-ci constituent un relief « aérologique », générateur d’ondes de gravité

On trouve de la chute et de la turbulence sous les nuages

Il suffit de s’avancer « au vent » de la rue pour trouver l’ascendance et monter au-dessus des nuages

Ces ondes peuvent donner lieu à un nuage lisse ,comme les lenticulaires associés aux ondes de relief

et appelé « Piléus »

Les « descendances »

Les descendances « locales »

Si l’air environnant est très sec forte évaporation courants descendants de très forte valeur autour du

nuage. zones à franchir « vite », aussi bien en arrivant dans

l’ascendance qu’en la quittant

L’évaporation des nuages refroidit l’air à leur périphérie et amplifie les descendances autour de l’ascendance

Si l’air environnant est humideÞ peu d’évaporation, Þ courants descendants de valeurs moyennes

Influence de phénomènes météorologiques de plus grande « taille » et de l’orographie

Un cumulonimbus est précédé par des courants descendants dont la vitesse verticale peut atteindre plusieurs mètres par seconde

Cet air « subsident » se comprime, se réchauffe et provoque

une « inversion de subsidence », qui stoppe la « convection » du vélivole

A l’arrière, sur un sol très humide et fortement refroidi par la pluie , il faudra un certain temps pour que la « petite » convection reprenne ses droits

il existe dans l’atmosphère ,des mouvements descendants,

certes faibles (quelques décimètres par secondes)

Les cumulus peuvent alors disparaître: c’est le « trou bleu »,

peut-être pas infranchissable, mais qui peut mettre en situation « délicate »

mais qui peuvent abaisser le sommet de la couche convective.

A plus grande échelle encore

Donc… on n’est pas obligé d’y aller !

Exemple « vécu » de « trou bleu »

98AXN841.igc.igc

10 Août 2009 à 9 h TU10 Août 2009 à 12h TU

Les massifs des Vosges (à gauche) et de la Forêt Noire (à droite) constituent des

zones favorables à la convection

Ils font de la vallée du Rhin, entre les deux reliefs , une région très

subsidente.

Influence de la topographie

Même des vallées plus modestes influent sur la convection:

vallées de l’Epte, de l’Eure , etc

R

Il faut savoir observer pour rentrer à bon port !

Bibliographie et Ressources

Auteur Titre Date EditeurBILLAULT-CHAUMARTIN Notions sur l'assistance météorologique au vol à voile 1985 ENMBRADBURY Tom La météorologie du Vol à Voile 1988 CEPADUESFFVV Ecole de Vol à,Voile sur la camapgne 1993 FFVVCNVV Supports Pédagogiques à destination de l'instructeur 2008 FFVVFIEQUE Jean-Paul Météorologie du Vol à Voile et du Vol libre 2007 CEPADUESHALLOT Hervé Aérologie-Fiches pédagogiques MIOCHE Michel et al Eléments de Météorologie Générale et d'Aérologie (CD-rom) 2008 Commission Météo FFVVMIOCHE Michel et al http://www.pa.op.dlr.de/ostiv/Projects/MeteoVaV.htm 2006 OSTIVOSTIV Weather forecasting for soaring flight 2009 WMOOSTIV Manuel de Prévision Méteorologique pour le Vol à Voile 1980 WMO

En cours de rédaction