METEOROLOGIE
L'ATMOSPHÈRE
L’atmosphère est une enveloppe gazeuse qui entoure la terre montant jusqu’à environ 600km d’altitude suivant l’activité solaire.
PRESSION ATMOSPHÉRIQUE
Définition : Poids exercé par une colonne d’air verticale sur une section d’1m2 allant du sol à la limite de l'atmosphère.
Mesure : le Baromètre mesure la pression en hectopascal (hPa)
En atmosphère standard, la valeur au niveau de la mer est 1013,25 hPa.
Notre activité est dépendante de la météorologie. La première chose que nous faisons en arrivant sur un aérodrome est d’observer le ciel. Des risques (coups de vent, turbulences...) peuvent venir perturber notre activité tout comme des orages pouvant survenir brusquement.
Il est donc important de prendre en compte les paramètres suivant : le vent, le plafond nuageux, la visibilité, les turbulences et le risque orageux.
La météorologie est l’étude du temps qu’il fait ainsi que des prévisions. Les changements résultent des variations de pression, de température, d’humidité et des échanges d’énergie qui les accompagnent.
Composition :
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De l’air : 78% d’azote, 21% d’oxygène, 1% de gaz divers (carbonique, ozone...)
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De l’eau sous forme de gaz
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Des particules solides (sels minéraux, fumées, poussières) qui rendre la condensation
possible
Rôles : fournit l’air que nous respirons, retient la chaleur, écran contre la rayonnement solaire
Crédits : Thomas PESQUET / ESA. 12 février 2017
Les phénomènes météorologiques ont lieu dans les basses couches de l’atmosphère : la troposphère.
(Info supplémentaire : sans atmosphère, le thermomètre indiquerait 85°C vers midi et -140°C la nuit)
L'ATMOSPHÈRE STANDARD
VARIATIONS HORIZONTALES DE PRESSION :
La pression atmosphérique varie avec le lieu car le réchauffement dû au soleil est inégalement réparti, nous avons donc des zones :
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De hautes pressions (au dessus de 1013 hPa) : les anticyclones = beau temps, noté A sur les cartes
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De basses pressions (en dessous de 1013 hPa) : les dépressions = mauvais temps, noté D sur les cartes
Sur des cartes, des lignes isobares relient les points d'égale pression. Elles montrent les anticyclones, dépressions et leurs évolutions sur plusieurs jours.
VARIATIONS VERTICALES DE PRESSION :
La pression atmosphérique est liée au poids de la colonne d’air au-dessus de nos têtes. Plus on monte en altitude, plus la hauteur de la colonne d’air diminue = plus la pression diminue.
Elle diminue beaucoup dans les basses couches puis de moins en moins. À 5600m, elle a diminué de moitié.
Une baisse de 1 hPa correspond à une élévation de :
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8,5m au niveau de la mer
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10m à 2000m d’altitude
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17m à 5600m d’altitude
leguidemeteo.com
LA TEMPÉRATURE
La température est la mesure de la chaleur d'un corps.
La chaleur est une forme d'énergie qui vient du soleil et de la terre (magma).
Elle se transmet en 3 processus :
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Le rayonnement : C’est le moyen que le soleil utilise pour chauffer la terre
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La conduction : L’air s’échauffe (ou se refroidit) par contact avec le sol
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La convection : L’air échauffé prés du sol, plus léger que l’air froid, monte. L’air froid descend et s'échauffe à son tour. Il se crée un brassage thermique (convection) qui chauffe la masse d’air.
On mesure la température avec un thermomètre et sous abris, exprimé en degré Celsius (°C).
Cette échelle prend comme référence au niveau du e la mer en conditions standards :
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100° = température d’ébullition de l’eau
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0° = température de la glace fondante
D’autres échelles existent comme celle du Kelvin : 0°K = -273,15 °C (zéro absolu).
La température varie :
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Verticalement : perte de 6,5 °C par 1000m jusqu’à 11000m
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Horizontalement, suivant plusieurs facteurs :
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l’angle d’incidence du rayonnement (plus il est perpendiculaire au sol, plus l’échauffement est grand)
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la nature de la surface (bitume et champs s’échauffent plus que la neige)
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l’humidité (la condensation et l’évaporation s’accompagnent d’importants transferts d’énergie qui font varier la température)
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LE VENT
Le vent est un déplacement horizontal d’une masse d’air. Il peut être différent en altitude par rapport au sol et se caractérise par :
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Sa direction : c’est la direction d’où vient le vent. Elle s’exprime par rapport aux points cardinaux ou en degrés sur la rose des vents
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Vent du Nord vient du Nord, il souffle du 360°
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Vent d’Est vient de l’Est, il souffle du 90°
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Vent du Sud vient du Sud, il souffle du 180°
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Vent de l’Ouest vient de l’Ouest, il souffle du 270°
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Sa force : mesurée grâce à un anémomètre
En aéronautique, elle peut s’exprimer dans différentes unités :
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En mètres par secondes : m/s
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En kilomètres par heure : km/h
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En nœuds : kt (knot en anglais)
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1m/s = 3,6km/h
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1 m/s = environ 2 kts
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1 kt = environ 1,8 km/h
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Sur l’aérodrome, la manche à air indique la force et la direction du vent au sol. Elle comporte 5 anneaux (rouges et blancs) qui correspondent à environ 5 nœuds chacun.
Si le vent est trop fort ou trop turbulent, les parachutistes restent au sol.
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La limite de vent pour un parachutiste avant l’obtention du brevet A : 7 m/s
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La limite de vent pour un parachutiste après l’obtention du brevet A : 11 m/s
L'atmosphère standard établit une correspondance entre pression, altitude et température. Elle est définie par rapport aux valeurs moyennes de température et de pression ci-dessous :
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Température au sol au niveau de la mer : 15°C
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Pression au col au niveau de la mer : 1013 hPa (hectopascals)
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La température décroît de 6,5°C tous les 1000m jusqu’à 11 000m
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Dans les basses couches, une variation de pression de 1hPa correspond à une variation de hauteur de 8,5m
A / LE VENT D'ALTITUDE :
Son origine, sa direction et sa vitesse résultent de plusieurs types de forces en action :
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La force de pression : à l’origine du vent. Elle est due à la différence de pression entre les anticyclones (A) et les dépressions (D). Elle entraine l’air des hautes pressions vers les basses pressions (de A vers D)
Exemple : phénomène lorsqu’on perce un ballon gonflé
Plus les différences de pression sont importantes et plus cette force est importante = sur une carte météo, plus les isobares sont rapprochées et plus le vent est fort.
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La force de CORIOLIS : tout objet en mouvement dans l’hémisphère Nord est dévié vers sa droite (contraire dans l’hémisphère Sud). Lors de son déplacement des hautes pressions vers les basses pressions, l’air est dévié vers la droite dans l’hémisphère Nord et donc vers la gauche dans l’hémisphère Sud.
Cours météo BPJEPS / C.LUBBE
Au final : il résulte un mouvement des masses d’air défini par la loi de Buys-Ballot : dans l’hémisphère Nord, le vent tourne autour des anticyclones dans le sens des aiguilles d’une montre et autour des dépressions en sens inverse (contraire dans l’hémisphère sud)
Le vent au sol peut changer rapidement de vitesse ou de direction et peut souffler en sens inverse du vent en altitude.
L’influence du sol sur le vent est due à plusieurs paramètres :
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La température au sol : à l’origine des courants ascendants (thermiques)
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La capacité du sol à s’échauffer +/- vite : à l’origine des brises
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Le relief : dévie le vent, l’accélère dans un col ou dans une vallée, créé des turbulences
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Le frottement sur le sol : ralentit le vent dans les basses couches (davantage sur la terre que sur la mer)
B / LE VENT AU SOL :
1 / LES BRISES :
Les brises sont des vent de basses couches, dus aux différences de températures au sol. Le rayonnement du soleil échauffe le sol. Plus le sol est chaud, plus l’air à son contact s’échauffe = courant ascendants. La brise est donc le déplacement de l’air froid vers la zone d’ascendance (l’air chaud). Les brises peuvent survenir en peu de temps et atteindre parfois une vitesse supérieure aux limites réglementaires en parachutisme.
Surfaces à faire attention (sols secs): hangars, parkings, zones caillouteuses ou sablonneuses,...
Il existe des phénomènes de brise en bord de mer, sur les pentes et dans les vallées.
BRISE DE MER
Le jour, la terre se réchauffe plus vite que la mer. L’air réchauffé s’élève et est remplacé par de l’air froid venant de la mer
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en fin de matinée et l’après-midi : brise de la mer vers la terre
La nuit, la mer se refroidit plus lentement que la terre. L’air réchauffé s’élève et est remplacé par de l’air froid venant de la terre
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en fin d’après-midi et la nuit : brise de la terre vers la mer
BRISE DE TERRE
BRISE DE PENTE MONTANTE
Le jour, le soleil chauffe le sol des versants exposés. L’air chaud remonte le long de la pente jusqu’à la crête et sera remplacé par un appel d’air froid du bas de la pente. Phénomène observable en milieu de matinée et l’après-midi.
Le soir, l’air au sommet se refroidit plus vite et s’écoule alors vers le bas de la pente. Phénomène observable en fin d’après-midi et la nuit.
BRISE DE PENTE DESCENDANTE
BRISE DE VALLÉE MONTANTE
Le jour, il se produit dans les vallées le même phénomène que pour les brises de pente (qui accentue le phénomène). Les pentes s’échauffent avant et plus vite que le fond des vallées
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en fin de matinée et l’après-midi : brise montante alimentée par les brises de pente.
Le soir, comme pour les brises de pente, le phénomène s’inverse
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en fin de journée et la nuit : brise descendante alimentée par les brises de pente.
BRISE DE VALLÉE DESCENDANTE
Lorsque le vent rencontre un obstacle, la masse d’air se soulève et tend à redescendre par inertie du côté opposé. L’écoulement est alors turbulent avec la présence de courants rabattants et de rouleaux.
L'intensité de ces phénomènes est d’autant plus importante que :
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Le vent est fort et perpendiculaire à l’obstacle ou au relief
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Le relief ou l’obstacle est grand
SOLUTION : Éviter de vous poser sous le vent d’un obstacle (derrière un obstacle par rapport au vent)
2 / LES TURBULENCES :
D'ORIGINE MÉCANIQUE
Cours météo BPJEPS / C.LUBBE
L'EFFET VENTURI
L’écoulement de l’air s’accélère dans une zone d’étranglement (col, gorge, vallée, rue,...) afin de conserver le même débit.
Lorsque l'air s'engouffre dans la section B, il doit accélérer pour conserver le même débit que durant la section A.
L'effet Venturi est perceptible entre les vallées étroites ou entre 2 hangars (exemple : chemin en gravier lorsque vous allez à l'embarquement)
SOLUTION : Eviter de vous poser entre 2 hangars ou proche d'un étranglement entre 2 hangars.
Par vent fort, l'écoulement de l’air est ralenti près du sol. Il devient alors turbulent au contact du sol.
TURBULENCES DE FROTTEMENT
Légère accélération et instabilités de la voilure dans les quelques secondes avant l'atterrissage = rester maître de sa voile, bien piloter et garder sa trajectoire.
THERMIQUES :
Sous l’effet du réchauffement du sol par le soleil naissent des zones d'ascendance au-dessus des surfaces chaudes : parkings, hangars, cible en gravier ... Connus aussi sous leur nom conventionnel de « bulles » thermiques, elles sont surmontées par de petits cumulus lors de conditions humides.
Exemple : une surface goudronnée (route, parking, taxiway...) réchauffera plus l’air que la forêt ou le terrain en herbe. Ce réchauffement provoquera la formation de bulles d’air chaudes qui se détacheront de la surface et, lorsqu'elles s’élèveront, pousseront l’air froid situé au-dessus d’elles.
Lors du pilotage, la voilure descend moins vite voire plus du tout et, en sortant de ce courant ascendant, va subir une légère accélération verticale. Il faut donc éviter de survoler ce types de sols proche de l'atterrissage.
Il peut arriver qu’un seul côté de la voilure soit pris dans une ascendance créant une réaction dissymétrique.
INVERSION DE VENT ET ZONE DE CISAILLEMENT
Le vent en altitude peut parfois être différent du vent au sol.
Par exemple vent d’Est au dessus de 1000m et vent d’Ouest au sol, on rencontre alors une inversion de vent avec une zone de cisaillement à la limite de ces vents contraires. En traversant cette zone de cisaillement, on ressent des turbulences.
LES NUAGES
Un nuage est un ensemble de particules d’eau (liquide ou de glace) en suspension dans l’atmosphère. Il se forme lorsque l’air chaud contenant de la vapeur d’eau a tendance à s’élever. En s’élevant il se refroidit, cette vapeur se condense et devient visible = nuage.
Les nuages sont regroupés en quelques familles et par étage :
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3 étages :
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Etage supérieur : CIRRO : 5 à 13 km
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Étage moyen : ALTO : 2 à 7km
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Étage inférieur : STRATO : du sol à 2 km
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3 types :
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Stratus : nuages étalés en voiles ou en nappes continues dans des masses d'air stables
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Cirrus : nuages en filaments dans des masses d'air stables
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Cumulus : nuages à développement vertical, contours nets, aspect cotonneux, dans des masses d'air instables
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BREVET C
Une couverture nuageuse ( "le plafond" ) évolue constamment. Elle est caractérisée par :
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la quantité de nuages
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le genre de nuages rencontrés
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la hauteur de la base des nuages
La couverture nuageuse peut s’ouvrir ou se fermer en permanence. Si l’on ne voit pas le terrain, il y a un risque de collision avec une autre voilure, un aéronef ou avec un relief si l’on se trouve en zone montagneuse. Il faut être attentif aussi que la couverture nuageuse se dissimule pas un nuage d'orage.
Exemples :
- Si la couverture nuageuse est haute (hauteur de la base : 2500m) mais avec une quantité trop importante de nuages, il y a un risque de collision entre le parachutiste en chute et un aéronef ou une voilure ouverte qui serait en déplacement en dessous du plafond.
L’orage est le phénomène le plus dangereux pour le parachutiste. Il est dû à une situation instable et humide et s’accompagne de tous les risques météo.
Des cumulus se développent verticalement avec de forts courants ascendants au sein du nuage et évoluent en cumulus congestus (épais et dépassant les 4000m d’altitude) puis en cumulonimbus.
Le cumulonimbus est le nuage caractéristique des phénomènes orageux. Large de plusieurs kilomètres, il peut s’élever jusqu’à 12km d’altitude.
Les courants ascendants et descendants à l’intérieur du nuage peuvent dépasser les 130 km/h. Il peut être parfois fixe ou se déplacer aléatoirement et indépendamment du vent météo. Au sol, le vent peut subir de courtes accalmies puis des inversions à 180°.
Le risque d’orage est souvent plus important en montagne qu’en plaine car il est influencé par le lieu (relief et nature du sol).
Les dangers de l’orage :
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Courants ascendants : pouvant dépasser 100 km/h, un parachutiste peut être aspiré dans le nuage et monter à plus de 10000m d’altitude (14/02/2007 : Ewa Wiśnierska https://fr.wikipedia.org/wiki/Ewa_Wiśnierska )
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Coups de vent : de fortes rafales peuvent dépasser les 100km/h. Elles sont parfois précédées d’une accalmie puis d’une brusque inversion de la direction du vent
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Turbulences et cisaillements : fortes turbulences autour et dans le nuage. Zones de cisaillement très marquées dans le nuage et à l’avant de l’orage
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Précipitations : intenses avec souvent des chutes de grêle
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Foudre : Perte de visibilité soudaine, risque maximum de givrage
Si vous traversez un nuage en chute :
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n'attendez pas d'être sorti du nuage pour ouvrir votre parachute
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fiez vous à votre altimètre, en cas de doute, ouvrez votre parachute
Si vous traversez un nuage sous voile :
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effectuez des 360° lents afin d'éviter de partir dans une mauvaise directement et de rencontrer une autre voilure ou de vous éloignez du terrain
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soyez très attentif aux autres voilures qui pourraient se trouver à proximité
L'ORAGE
Si la quantité de nuages est faible (nuages isolés), l'activité peut avoir lieu mais il existe quand même certains risques et la conduite à tenir est la suivante :
Quelques indices pour reconnaître un cumulonimbus caché par d’autres nuages :
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Hauteur du nuage
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Couleur : noir = danger
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Turbulences anormales
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Inversion soudaine du vent
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Variation brusque de température
La brume et le brouillard se forment par refroidissement de la masse d'air près du sol (quand le sol est plus froid que la masse d'air) ou par apport d'humidité (évaporation au-dessus des plans d'eau). Plus l'air est froid et humide, plus la condensation est importante.
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Brouillard : visibilité inférieure à 1km : peut apparaître brusquement, surtout en montagne ou en bord de mer. Il se forme généralement en automne ou en hiver le matin à cause des températures du sol.
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Brume : voile nuageux réduisant la visibilité sans qu'elle soit inférieure à 1km
BRUME ET BROUILLARD
BREVET C
C / LECTURE D'UNE CARTE DES VENTS :
COMMENT S'INFORMER SUR LES PRÉVISIONS MÉTÉO
Afin de s'informer sur les conditions météo, plusieurs sites internet sont intéressants :
Pour les vents et températures :
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http://olivia.aviation-civile.gouv.fr : Outil en Ligne Intégré de Visualisation d' Informations Aéronautiques, service mis en ligne par la DGAC (Direction Générale de l'Aviation Civile). Cliquer sur "Météo". Pas besoin du code, il suffit de mettre le chiffre "0". Cliquer ensuite sur "WINTEM France" (WINd and TEMperature) et vous pourrez alors consulter les cartes des vents et des températures de Météo France.
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https://www.ventusky.com : Carte qui indique les températures, vents, rafales, nuages, précipitations... à différentes altitudes et à différents moments de la journée. En baladant la souris sur la carte, l'information concernant la zone pointée s'affiche.
ENTRÉE MARITIME
Lorsqu'une masse d'air est en mouvement au-dessus d'une très grande étendue d'eau, elle se charge en humidité et tend à se rapprocher de la température de l'eau. Arrive un moment où cette masse d'air franchit une côte. Ce passage de la mer vers la terre s'appelle une entrée maritime. Notre proximité avec la côté atlantique fait que nous sommes régulièrement confronté à ce phénomène ainsi que les changements atmosphériques et météorologiques.
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Renforcement du vent
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Température qui décroît
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Augmentation localement de l'humidité (par l'air marin) ce qui peut provoquer :
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Apparition de nuages en basses couches
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Apparition de brouillard
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L'apport d'humidité peut être parfois très important pouvant créer des orages.
Entrée maritime survenue sur la côte basque le 21/07/2014
Voici une carte des vents et températures appelée WINTEM.
L'encadré en bas nous informe qu'il s'agit des conditions du 26 juillet 2017 pour 15 UTC
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UTC : Temps Universel Coordonné : ce qui correspond en France à
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UTC +1 en hiver
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UTC +2 en été
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-> 15 UTC = 17h en été en France
La carte WINTEM indique les conditions en noeuds (kt) pour le vent et la température en Celsius (C) à plusieurs niveau de vol (FL = Flight Level). Ici, il s'agit du FL 020 = 2000 pieds = environ 600m
Lecture du vent :
Nous pouvons donc observer chez nous : +16°C avec un vent du Sud-Ouest de 10kt
Sens du vent
Sens du vent
MODULE EN COURS DE REDACTION
Pour les messages :
- METAR (METeorological Airport Report) : message d'observation
- TAF (Types of aeronautical Forecats) : message de prévision d'aérodrome
-
http://olivia.aviation-civile.gouv.fr : Outil en Ligne Intégré de Visualisation d' Informations Aéronautiques, service mis en ligne par la DGAC (Direction Générale de l'Aviation Civile). Cliquer sur "Météo". Pas besoin du code, il suffit de mettre le chiffre "0". Cliquer ensuite sur "autres OPMET" et renseignez le code : LFBC (Cazaux).
Comment décoder les messages d'observation METAR et SPECI ?
Le message se découpe en plusieurs parties :
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Identification :
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Type de message : METAR = message d'observation régulière / SPECI = message d'observation spéciale
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Lieu d'émission : exemple : LFBC = Cazaux)
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Jour et heure de l'observation : exemple : 141530Z = le 14 du mois à 15h30 UTC
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Option éventuelle : AUTO = observation automatisée / COR = metar corrigé
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Vent :
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Vent moyenné sur 10 minutes : exemple : 00000kt = vent calme
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G (Gust) si présence de rafales : exemple : 27010G25KT = vent du 270°, force 10 kt, rafales 25 kt
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VRB : variation de vent : exemple : VRB02KT = vent de direction variable, force 2 kt
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Visibilité dominante :
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Visibilité horizontale en mètres : exemple 1 : 4000 = visibilité de 4000m / exemple 2 : 8000 3500 = Visibilité dominante 8000 mètres, visibilité minimale : 3500 mètres
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- Temps présent :
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DZ = bruine / FG = brouillard / BCFG = bancs(BC) de brouillard(FG) / BR = brume / RA = pluie / SN = neige / TS = orage / HZ = brume sèche / FZFG = brouillard(FG) se congelant(FZ) / SHSN = averse(SH) de neige(SN) / FZRA = pluie (RA) se congelant(FZ) / FZDZ : bruine(DZ) se congelant(FZ) / VCTS = orage (TS) au voisinage(VC)
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Nuages :
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Base des nuages par rapport à l'altitude de l'aérodrome en ft (pied). Couverture nuageuse classée sur une échelle de 8 en octas.
FEW : 1 à 2 octas = 1/8 à 2/8 de couverture nuageuse (présence de quelques nuages) / SCT : 3 à 4 octas = 3/8 à 4/8 (nuages épars) / BKN : 5 à 7 octas = 5/8 à 7/8 (fragmenté) / OVC : 8 octas (ciel couvert) -
VV/// : ciel invisible
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CAVOK : les nuages et la visibilité sont OK
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Exemple : METAR LFBC 010830Z AUTO 35004KT 330V030 CAVOK 19/16 Q1016 NOSIG=
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METAR : message d'observation
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LFBC : Cazaux
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010830Z : le 01 du mois à 08h30 UTC
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AUTO : observation automatisée
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35004KT : vent du 350°, force 4 nœuds
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330V030 : direction du vent variable entre 330° et 30° dans le sens horaire
Pour les cartes du temps significatif (TEMSI):
Les cartes TEMSI indiquent les phénomènes importants concernant l’aéronautique et les masses nuageuses. Ces cartes sont émises toutes les 3 heures et disponibles 2 heures avant l'heure de validité.
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http://olivia.aviation-civile.gouv.fr : Outil en Ligne Intégré de Visualisation d' Informations Aéronautiques, service mis en ligne par la DGAC (Direction Générale de l'Aviation Civile). Cliquer sur "TEMSI France".