Climatologie d’un site expérimental dédié aux études...
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1
G. Guyomarc’h, Y. Durand,L. Mérindol et F. Naaim-Bouvet
CNRM – Centre d’Études de la Neige
Climatologie d’un site expérimental dédié aux études sur les effets du vent sur la neige
2
Viabilité hivernale
VENT
Ecoulement Congère du vent résultante
Contexte de l’étude : les problèmes liés au transport de la neige par le vent
1 - Contexte plateau
3
VENT
Corniche
Crête
Plaque sous le vent
2 - Contexte haute-montagne
Problèmes liésau transport de la neige par le vent
Corniches, plaques à vent
4
Contexte de l’étude
Le site expérimental a fait l’objet de financements multiples dans le cadre des contrats de plan État – région Rhône-Alpes
Collaboration Cen – Etna et financement Conseil Général de l’Isère. Aide active du service des pistes de l’Alpe d’Huez (Sata)
Site de référence : 10 à 12 saisons de mesures
5
Objectifs de l’étude proposée (1)
Synthèse climatologique des paramètres enregistrés sur un site expérimental de haute montagne consacré aux études sur le transport de neige dû au vent,
Constitution d’une base de données accessible aux partenaires du projet,
Étude exhaustive des épisodes de transport de neige par le vent.
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Objectifs de l’étude proposée (2)
Documentation complète des évènements de déplacement de neige dû au vent (plus de 120 épisodes sont ainsi décrits).
Valoriser auprès de la communauté scientifique les acquis des recherches effectués sur le site expérimental et accès possible aux labos menant des études dans le même domaine (serveur Web)
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Déroulement du projet
Travail préliminaire au Cen de traitement et correction des données
Stagiaire Météo-France (mémoire de fin d’études) pendant deux mois (mai-juin 2000) : étude climatologique
Stagiaire IUT Informatique de Grenoble mai-juin 2001 pour le développement du serveur Web
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Les sites de mesures (1)Dôme des Petites Rousses (2 800 m)
Vitesse et direction du vent
Tempé air
Col du Lac Blanc (2 710 m)
Vitesse et direction du vent
Tempé air
Épaisseur de neige
Équivalent en eau des précipitations
Détecteurs acoustiques du snowdrift
10
Les sites de mesures (3)
Mesures complémentairesMesures hebdomadaires
• Profils d’épaisseur de neige• Sondages par battage
Mesures pendant les épisodes de transport• Prise d’échantillons• Profils verticaux de flux de neige• Mesures mécaniques et détermination des types
de particules à la surface du manteau neigeux.
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Climatologie des données (1)Roses des vents : classes de vent correspondant aux vitesses seuil d’érosion,
Rose des vents
012345360
2040
60
80
100
120140
160180
200220
240
260
280
300320
340
1 à 4 m/s4 à 8 m/s8 à 12 m/s>= 12 m/s
Histogrammes des températures
Evolution des températures
0
10
20
30
40
50
60
70
10 11 12 1 2 3 4
Mois
Fréq
uenc
e m
ensu
elle
(%)
< -10°-10 à -5°-5 à 0°>= 0°
12
Climatologie des données (2)
Épaisseur de neige et équivalent en eau des précipitations
Snow Depth and Water Equivalent 1992-1993
oct -0
1oct
-15oct
-29no
v-11
nov-2
6dec
-10dec
-24jan
-07jan
-21feb
-04feb
-18mar-
03mar-
17mar-
31apr
-14apr
-28
0
100
200
300
400
500
600 Water Equivalent (mm) Snow Depth (cm)
Vitesse moyenne du vent représentée sous forme de graphique temporel (code couleur pour représenter la direction)
Mean Wind Velocity and Direction(When V > 4 m/s)
468
101214161820
1-de
c-98
15-d
ec-9
8
29-d
ec-9
8
12-ja
n-99
26-ja
n-99
9-fe
b-99
23-fe
b-99
9-m
ar-9
9
Mar
-23-
99
NorthEastSouthWest
13
Analyse du vent (1) : phénomène de canalisation
0%
5%
10%
15%
20%
fréqu
ence
N E S Wdirection vent
Vitesse du vent <4 m/s 4 m/s <Vitesse du vent < 8 m/sVitesse du vent > 8 m/s
14
Analyse du vent (2)Direction 1 à 4 m/s 4 à 8 m/s 8 à 12 m/s >=12 m/s
360 22,8 17,6 8,4 1,920 0,5 0,5 0,2 0,140 0,6 0,3 0,060 0,8 0,080 0,9 0,1
100 1,0 0,8 0,1120 3,1 0,5 0,0 0,0140 2,3 0,6 0,2 0,0160 4,0 3,4 1,5 0,4180 3,9 4,0 1,9 0,5200 1,8 1,8 0,3 0,1220 0,2 0,1 0,0240 0,1 0,0 0,0260 0,0 0,0280 0,0 0,0300 0,0 0,0 0,0320 0,0 0,0340 0,1 0,1 0,0 0,0
0 à 1 m/s 12,2
Nb de données 39143
Compass Card from 1992 to 2000
0
5
10360
2040
60
80
100
120140160180200
220
240
260
280
300320
340
1 to 4 m/s4 to 8 m/s8 to 12 m/s>= 12 m/s
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Analyses des précipitationsSnow Depth and Water Equivalent 1993-1994
oct -0
1oc
t-15
oct-2
9no
v-11
nov-2
6dec
-10dec
-24jan
-07jan
-21feb
-04feb
-18mar-
03mar-
17mar-
31apr
-14apr
-28
0
100
200
300
400
500
600 Water Equivalent (mm) Snow Depth (cm)
16
Analyse des périodes de "snowdrift"
feb-1 feb-2 feb-3 feb-4 feb-5 feb-6 feb-7 feb-8 feb-9 feb-10
Snow
dep
th (
cm)
200
220
240
260
280
300
320
340
360
Win
d v
eloc
ity
(m/
s)
0
5
10
15
20
25
30Mean wind speed (15min) Max wind speed
Col du Lac Blanc February 2000
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Détermination des périodes de "snowdrift"
Number of snowdrift periods
Number of consecutive hours3 4 5 6 7 8 9 10 11
Number of snowdrift periods
Number of consecutive hours3 4 5 6 7 8 9 10 11
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
600
>= 2 cm >= 3 cm >= 4 cm >= 5 cm
119 occurrences
Extract of snowdrift period calendar
Date hh Duration Wind direct. Swe Snow depth
mean max min mean max min mean max min mean
10/24/1992 5 5 -8,9 -8,4 -9,4 9,4 10,4 7,8 1,5 1,7 1,4 360 0 511/13/1992 17 6 -8,3 -7,2 -9,1 12,0 14,4 10,8 1,3 1,4 1,3 3 0 2011/18/1992 19 10 -3,0 -1,9 -4,8 9,4 10,6 7,0 1,4 1,5 1,3 360 3,8 1011/19/1992 16 6 -2,6 -1,8 -3,2 8,8 10,2 6,7 1,6 1,7 1,4 360 1,8 1112/4/1992 21 6 -3,1 -2,8 -3,3 9,9 10,7 7,9 1,3 1,4 1,3 183 2,8 412/6/1992 1 5 -13,0 -12,6 -13,5 10,1 10,7 8,9 1,4 1,5 1,3 360 0 5
12/13/1992 15 5 -1,7 -0,7 -3,2 10,3 11,2 9,2 1,3 1,4 1,2 360 0 121/27/1993 8 5 -5,7 -5,5 -6,2 11,5 12,2 9,8 1,3 1,3 1,3 360 0,2 172/21/1993 12 5 -13,4 -11,8 -15,1 6,4 9,9 4,5 1,8 2,4 1,3 360 0 253/4/1993 17 8 -11,9 -11,1 -12,5 14,4 17,4 8,3 1,4 2,0 1,2 360 0,4 12
12/1/1993 23 9 -6,7 -5,3 -8,2 10,4 11,0 9,7 1,3 1,4 1,2 360 0 1012/11/1993 6 5 -10,6 -9,2 -11,4 8,9 10,0 6,3 1,7 2,0 1,5 360 0,8 1312/21/1993 21 13 -14,8 -12,5 -16,0 8,9 12,4 4,9 1,5 1,8 1,3 360 0,2 2412/26/1993 8 11 -16,7 -16,1 -17,6 15,0 17,4 10,6 1,2 1,3 1,2 360 0 18
Air Temperature Mean Velocity Gust
Extract of snowdrift period calendar
Date hh Duration Wind direct. Swe Snow depth
mean max min mean max min mean max min mean
10/24/1992 5 5 -8,9 -8,4 -9,4 9,4 10,4 7,8 1,5 1,7 1,4 360 0 511/13/1992 17 6 -8,3 -7,2 -9,1 12,0 14,4 10,8 1,3 1,4 1,3 3 0 2011/18/1992 19 10 -3,0 -1,9 -4,8 9,4 10,6 7,0 1,4 1,5 1,3 360 3,8 1011/19/1992 16 6 -2,6 -1,8 -3,2 8,8 10,2 6,7 1,6 1,7 1,4 360 1,8 1112/4/1992 21 6 -3,1 -2,8 -3,3 9,9 10,7 7,9 1,3 1,4 1,3 183 2,8 412/6/1992 1 5 -13,0 -12,6 -13,5 10,1 10,7 8,9 1,4 1,5 1,3 360 0 5
12/13/1992 15 5 -1,7 -0,7 -3,2 10,3 11,2 9,2 1,3 1,4 1,2 360 0 121/27/1993 8 5 -5,7 -5,5 -6,2 11,5 12,2 9,8 1,3 1,3 1,3 360 0,2 172/21/1993 12 5 -13,4 -11,8 -15,1 6,4 9,9 4,5 1,8 2,4 1,3 360 0 253/4/1993 17 8 -11,9 -11,1 -12,5 14,4 17,4 8,3 1,4 2,0 1,2 360 0,4 12
12/1/1993 23 9 -6,7 -5,3 -8,2 10,4 11,0 9,7 1,3 1,4 1,2 360 0 1012/11/1993 6 5 -10,6 -9,2 -11,4 8,9 10,0 6,3 1,7 2,0 1,5 360 0,8 1312/21/1993 21 13 -14,8 -12,5 -16,0 8,9 12,4 4,9 1,5 1,8 1,3 360 0,2 2412/26/1993 8 11 -16,7 -16,1 -17,6 15,0 17,4 10,6 1,2 1,3 1,2 360 0 18
Air Temperature Mean Velocity Gust
18
Analyse des périodes de "Snowdrift" (1)
Wind speed (m
/s)
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Snow
depth (cm)
120
140
160
180
200
Water equivalent of precipitation (m
m)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Col du Lac Blanc January 1996
Snowdrift Period
Wind erosion
Wind accumulation
19
Analyse des périodes de "Snowdrift" (2)
Utilisation des capteurs acoustiques
0
5
10
15
20
25
26-janv 27-janv 28-janv 29-janv 30-janv 31-janv 1-févr 2-févr
Temps (min)
Tens
ion
(mV)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Vite
sse
(m/s
)
Vitesse Tension
0
5
10
15
20
25
26-janv 27-janv 28-janv 29-janv 30-janv 31-janv 1-févr 2-févr
Temps (min)
Vite
sse
vent
(m/s
)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Tens
ion
(mV)
Vitesse Tension
20
Étude statistique Mean Median Stand.- dev. 1st quintile 2nd quintile 3rd quintile 4th quintile
Duration 8.2 6.0 4.2 5.0 6.0 8.0 11.0
Mean Velocity 10.6 10.4 2.8 8.3 9.8 11.1 12.7
Gust coefficient 1.5 1.4 0.3 1.3 1.4 1.5 1.7
Moved Snow Depth
22.2 18.0 18.1 10.0 13.0 21.0 33.0
Mean Median Std-dev 1st quintile 2nd quintile 3rd quintile 4th quintile
Mean Velocity 4.4 3.6 3.4 1.4 2.8 4.6 7.2Gust coefficient 2.1 1.7 1.7 1.4 1.5 1.8 2.4
Statistical results of the snowdrift periods
Statistical results for non-snowdrift periods