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Des chercheurs intègrent les ondes de gravité aux modèles de prédiction

Des météorologues allemands développent un moyen d'intégrer l'influence des ondes de gravité aux modèles de prévision météorologique.



Les ondes de gravité se forment dans l'atmosphère à la suite de processus déstabilisants, par exemple dans les fronts météorologiques, pendant les orages ou lorsque des masses d'air atteignent les chaînes de montagnes. Elles peuvent parfois être aperçues dans le ciel comme des bandes de nuages. Cependant, la plupart du temps, elles ne sont pas prises en compte dans les prévisions météorologiques et les modèles climatiques en raison de leur faible longueur d'onde.



Mesurer les ondes de gravité

Les recherches menées par l'université Goethe de Francfort ont permis de développer avec succès des paramétrages qui sont actuellement testés lors de la deuxième phase du projet MS-GWaves. Bien que les ondes de gravité soient relativement courtes, entre quelques centaines de mètres et plusieurs centaines de kilomètres, elles influent parfois considérablement sur le transport de la vapeur d'eau ainsi que sur les grands vents et les variantes de température.



L'effet est ressenti plus fortement dans les couches supérieures de l'atmosphère. Celles-ci, à leur tour, ont également un tel effet sur les couches inférieures qu'une modélisation réaliste du temps et du climat dans l'atmosphère est impossible sans tenir dûment compte des ondes de gravité.



Les ondes de gravité jouent également un rôle important pour le trafic aérien dans le cadre de la prévision des turbulences, et constituent un facteur important dans des conditions météorologiques extrêmes, telles que de fortes pluies ou des orages.



Lors de la première phase des projets MS-GWaves, 10 instituts de recherche ont documenté la formation des ondes de gravité dans l'une des plus grandes campagnes de mesure jamais entreprises, faisant usage de radars, lasers à haute performance, fusées et avions de recherche, ainsi que de tests en laboratoire.



Les chercheurs ont également affiné les hypothèses sur la formation et la dispersion des ondes de gravité à tel point que leur développement peut désormais être reproduit beaucoup plus efficacement dans les modèles numériques à haute résolution.



Modélisation

Lors de la phase suivante des recherches, menées par le professeur Ulrich Achatz du Département des Sciences de l'Atmosphère et de l'Environnement de l'Université Goethe de Francfort, les résultats seront utilisés pour améliorer les paramétrages, qui servent à décrire l'influence des ondes de gravité, avec des modèles météorologiques et climatiques disposant d'une résolution généralement plus grande.



Les chercheurs ont jusqu'à présent raffiné le modèle météorologique et climatique ICON, utilisé par le Service Météorologique National de l'Allemagne et l'Institut Max Planck de Météorologie.



Le nouveau modèle, UA-ICON, permet des prédictions plus précises pour la haute atmosphère et peut fonctionner avec des résolutions différentes, de sorte que les ondes de gravité peuvent être simulées à des fins de test ou bien paramétrées en mode opérationnel. Des paramétrages avancés sont en train d'être intégrés à ce modèle et testés.



Le projet mettra également l'accent sur son impact en termes de prévisions météorologiques et de modélisation climatique. Dans ce contexte, il est important de mieux décrire l'interaction entre les ondes de gravité et les nuages de glace (cirrus), une tâche entreprise en collaboration avec l'Université de Mayence.

- September 2017

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