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Terre Adélie : Le radiosondage
Par Erwan mercredi 27 mars 2013, 09:51
Ce texte vous est relayé sur Infoclimat via le blog d'Erwan Le Gac, Technicien Supérieur à Météo-France, passant un an en Antarctique. Bonne lecture !

Tous les matins nous effectuons un radiosondage. Il a pour but de caractériser l'atmosphère sur la plus grande hauteur possible (typiquement de 20 à 25 km). Pour cela nous envoyons une radiosonde qui va réaliser des mesures in situ en altitude à l'aide d'un ballon gonflé à l'hélium.

Le radiosondage doit être terminé et reçu à Toulouse avant 00h50 TU, qui est l?heure de démarrage du 1er modèle de prévision numérique météorologique du jour. La durée du radiosondage étant de presque 1h30, nous lançons le ballon à 23h15 TU, soit 9h15 heure locale. Le radiosondage de Dumont d'Urville est particulièrement important d'une part parce qu'il y a très peu de points de mesure en Antarctique, d'autre part parce qu'il est très intéressant pour les prévisions à court terme australiennes.

La radiosonde embarque 3 capteurs, alimentés par piles : un capteur de température, un capteur d'humidité et un récepteur GPS.

La radiosonde est accrochée au ballon avec un dérouleur de 30 m de ficelle, nécessaire pour que le ballon ne masque pas les satellites GPS au récepteur GPS de la radiosonde.

Le ballon est gonflé à l'hélium à l'aide d'une tare qui tient compte du poids de l'ensemble (ballon, dérouleur et radiosonde) et de la vitesse ascensionnelle voulue, 5 m/s (soit 18 km/h). Au fur et à mesure que le ballon va monter, la pression de l'air (dirigée vers l'intérieur du ballon) va diminuer. La pression de l'hélium (dirigée vers l'extérieur) va donc le faire gonfler de plus en plus, jusqu'à éclatement.

Les mesures sont effectuées toutes les 10s, ce qui correspond à un point tous les 50m. Les données sont transmises au sol par radio, à la fréquence de 403 MHz. La fréquence d'émission de la radiosonde peut être cependant reprogrammée dans la gamme de 400 à 406 MHz, qui nous est réservée.

Au sol une station d'acquisition récupère les données, à l'aide de 2 antennes, une pour les fortes hauteurs au-dessus de l'horizon (au décollage, et quand le vent est faible), une autre  pour les faibles hauteurs.

Un logiciel va ensuite effectuer différents calculs pour chaque point de mesure.

L'altitude de la radiosonde peut être calculée à partir de la position GPS de la radiosonde et de la position GPS du site de lancement. Ces deux positions permettent également de calculer le vent, responsable du déplacement horizontal du ballon.

La pression atmosphérique peut être calculée à partir de l'altitude et de la pression atmosphérique au niveau du sol, par les lois de l'hydrostatique. Du sol jusqu'à 2500 m d'altitude environ, on peut considérer que la pression décroit linéairement de 1 hPa tous les 8.3 m. Ensuite la décroissance est logarithmique.

La température du point de rosée peut être calculée à partir de la température de l'air et de l'humidité. La température du point de rosée est la température à laquelle il faudrait refroidir une particule d'air pour que la vapeur d'eau qu'elle contient se condense. Un air humide correspond donc à une température du point de rosée peu différente de la température de l'air, et un air sec à une différence plus grande.

Une fois le radiosondage terminé, les points les plus significatifs du profil vertical sont ensuite codés dans un message TEMP et envoyées à Toulouse, qui le rediffuse sur le réseau météorologique mondial.

Voici par exemple les données du radiosondage du 25 mars 2013:

 On constate que la température (représentée par la courbe verte) diminue avec la pression (et donc avec l'altitude, à raison en moyenne de 0.65 °C tous les 100 m dans l?atmosphère standard), pour arriver à un minimum au niveau de la tropopause (limite entre la troposphère, couche la plus basse de l'atmosphère, et la stratosphère, située au-dessus) aux environ de -55 °C.

On peut également voir la présence des différentes couches nuageuses (là où l'humidité, représentée par la courbe rouge, est la plus forte) et la correspondance avec un faible écart entre température de l'air et température du point de rosée (la courbe bleue).

 Sur la courbe de vent on peut voir la présence d'un vent assez fort en altitude, de 44 n?uds (81 km/h) à 14 411.5 m.

Enfin sur la courbe de trajectoire, on constate que la sonde s'est globalement déplacée vers le sud-est (sous l'effet du vent de nord-ouest), jusqu'à 71 km (57 km au sud, 34 km à l'est). C'est là que le ballon a éclaté, à 24 475 m d'altitude.
Posté dans Actualité Météo
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