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Vers une meilleure prévision des orages

Une équipe franco-brésilienne composée de chercheurs issus du National institute for space research (INPE, Brésil) et du Laboratoire d’aérologie (LA/OMP, UPS / CNRS) a montré que la simulation numérique à méso-échelle était capable de reproduire l’évolution de nuages vers une situation orageuse, à condition d’utiliser dans le modèle une bonne paramétrisation de la turbulence. Pour ce faire, elle s’est appuyée sur les données obtenues lors de la campagne CHUVA au Brésil en 2012. Ce travail devrait permettre d’améliorer la prévision des nuages.
Malgré les progrès réalisés par la simulation numérique, la prévision de l’évolution des nuages pouvant conduire à une situation orageuse présente une difficulté majeure. Cette difficulté est liée aux faits que les processus initiateurs des orages (hétérogénéité des propriétés de la surface, circulation dans les basses couches, humidité de l’air…) sont de nature locale, c’est-à-dire à petite échelle, et que les processus en interaction lors de l’évolution vers l’orage sont nombreux (circulation de moyenne échelle, transport turbulent à l’intérieur du nuage et à ses bords, transformations microphysiques de l’eau…).

Couverture nuageuse vue par le satellite (température de brillance en infrarouge, en haut) et par le modèle (en bas) montrant un système orageux à la frontière du Brésil, de l’Uruguay et de l’Argentine.

Or, si une maille horizontale de 2,5 km permet de représenter explicitement la circulation méso-échelle des orages, elle ne permet pas de représenter explicitement la turbulence aux plus petites échelles. Ces effets d’échelle doivent donc être représentés par une paramétrisation de la turbulence qui n’est qu’une approximation des phénomènes.
Couverture nuageuse vue par le satellite (température de brillance en infrarouge, en haut) et par le modèle (en bas) montrant un système orageux à la frontière du Brésil, de l’Uruguay et de l’Argentine. Des chercheurs du INPE et du LA ont pour la première fois tester la sensibilité des simulations d’orages du modèle Meso-NH à différents types de paramétrisation de la turbulence dans les nuages en comparant les résultats du modèle à des données radar et satellitaires. Les données utilisées étaient issues de la campagne CHUVA-SUL réalisée au Brésil en 2012, à savoir surtout des données radar de Ganguçu (état de Rio Grande do Sul) et des données de température de brillance du satellite Meteosat Seconde Génération obtenues sur un domaine de 1000 km par 1000km de côté centré sur le sud du Brésil.
Les simulations réalisées ont permis aux chercheurs de montrer toute l’importance de la paramétrisation de la turbulence dans les nuages pour la simulation des orages, certains types de paramétrisation étant plus efficaces que d’autres pour représenter cette turbulence. Il s’avère également que seules les simulations utilisant la paramétrisation la plus efficace reproduisent bien l’évolution des nuages, depuis le début de la convection dans les basses couches jusqu’au développement ultime en système orageux organisé.
Ce travail permet d’espérer une amélioration de la prévision des orages, processus météorologique violent dont les conséquences peuvent être dramatiques (précipitations intenses et très localisées, foudre, vents violents…).

Source

L.A.T Machado et J.-P. Chaboureau, 2015 : Effect of turbulence parameterization on assessment of cloud organization. Mon. Wea. Rev. doi:10.1175/MWR-D-14-00393.1

Contact

Jean-Pierre Chaboureau, LA, jean-pierre.chaboureauSPAMFILTER@aero.obs-mip.fr, 05 61 33 27 50

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