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 Le Radiosondage : Incertitude sur les prévisions de trajectoire

Retour : 05- Le calcul de trajectoire

Voir aussi : prévision de trajectoire - Vol d'une RS - Les courbes et les fichiers de données - Utilisation de Balloon Track - Mode d'emploi de NOAA-READY - incertitudes dues à BT et au modèle d'atmosphère - Incertitudes dues au paramétrage de BT - Calcul de trajectoire avec "CUSF landing predictor" - Etablissement et exploitation d'une prévision - Utilisation de Balloon Prediction - Utilisation de CUSF landing predictor -

La prévision du point de chute est un auxiliaire indispensable pour la recherche des radiosondes. La portée de l'émetteur au sol est réduite et peut ne pas dépasser un kilomètre. Pour faciliter les recherches, il importe de connaître la position du point de chute avec précision mais aussi d'avoir une idée précise des incertitudes attachées à cette position pour déterminer les limites de la zone à ratisser quand le signal aura disparu.

La cause des incertitudes

Les calculs de prévision sont effectués à l'aide d'un logiciel (Balloon-Track, ou Balloon-Prevision par ex.) basé sur un modèle prévisionnel d'atmosphère (Windgram) et paramétré avec la vitesse de montée, l'altitude d'éclatement et la vitesse de chute de la radiosonde. Toutes ces données sont des estimations, des prévisions ou des moyennes qui sont parfois très éloignées des conditions d'un lâcher particulier.

1) Balloon-Track et le diagramme des vents prévisionnel
BT se base sur un diagramme des vents qui fournit la direction et la force du vent par niveau d'altitude. Le profil de vent est donc discontinu, contrairement à la réalité. En outre les windgrams prévisionnels sont établis jusqu'à 26000m. Or les RS montent souvent au-delà de cette limite.
L'écart relatif entre le point de chute calculé et le point d'impact réel est d'autant plus grand que la distance parcourue est courte.
Voir : Incertitude sur les prévisions de trajectoire dues à Balloon-Track et au modèle d'atmosphère

2) Paramétrage de Balloon-Track
Les valeurs fournies à BT pour la vitesse de montée, l'altitude d'éclatement et la vitesse de chute sont au mieux des moyennes établies à partir de statistiques sur des vols précédents ou, par défaut, des valeurs arbitraires comme, par exemple, une vitesse de montée de 300m/mn et une altitude d'éclatement de 30000m. La réalité est souvent très différente et la dispersion des valeurs de ces paramètres peut bouleverser considérablement les prévisions. Il faut donc estimer l'incertitude sur les valeurs de la position prévue et déterminer une zone probable en complément du point de chute moyen.
Voir : Incertitudes dues au paramétrage de BT

3) Choix du lieu du diagramme des vents
Balloon-Track fonctionne avec un diagramme des vents basé sur un seul lieu bien que la radiosonde puisse parcourir plus de cent kilomètres et renconter des conditions atmosphériques très différentes de celles de son point de départ. Le choix du lieu dont on tire ce diagramme des vents (windgram) peut améliorer la précision du calcul de point de chute.
Voir : Influence du lieu du windgram dans les calculs de prévisions

4) La fiabilité des calculs de trajectoire établis à l'avance
Avant de partir à la recherche d'une RS sur le terrain, on fait calculer à BT une prévision de trajectoire permettant de situer sur la carte un point d'impact prévisionnel. Mais au moment où décolle la RS, on ne dispose au mieux que de l'état de l'atmosphère datant de 6 heures auparavant et plus souvent de 12h plus tôt. Si les prévisions à 6 ou 12h sont déjà douteuses, que penser des calculs effectués deux ou trois jours avant le vol ?
Voir : Calculs de trajectoire : fiabilité des prévisions à long terme


Variations de la distance parcourue

L'incertitude sur la distance entre le lieu de décollage du ballon et son lieu d'atterrissage peut être très importante. Plusieurs facteurs sont responsables :
- vitesse de montée : variations de l'ordre de + ou - 10%
- altitude d'éclatement : entre 15000 et 35000 mètres pour un éclatement visé à 35000m
- vitesse de chute à l'impact (celle utilisée par BT) : entre 120 et 500m/mn suivant le fonctionnement du parachute (s'il y en a un) et l'émiettement de l'enveloppe.
Pour ces trois dernières informations voir : Incertitudes dues au paramétrage de BT
- vitesse des vents : comme la direction des vents, elle dépend de la situation météo (voir : Calculs de trajectoire : fiabilité des prévisions à long terme)
Toutes ces incertitudes sont résumées sur le diagramme ci-joint.
La distance minimum
D1 est obtenue avec :
- vitesse de montée maxi (surgonflage)
- altitude d'éclatement minimum (défaut dans l'enveloppe, surgonflage)
- vitesse de descente maxi (parachute en torche, restes de l'enveloppe)
- vitesse du vent inférieure aux prévisions
La distance maximum
D3 est atteinte lorsque les paramètres qui viennent d'être énoncés prennent des valeurs extrêmes opposées. Mais, comme dit un proverbe "le pire n'est jamais sûr", aussi ces valeurs extrêmes ne sont jamais réunies en même temps.

Exploitation de la zone problable

La zone probable du point de chute IP est délimité par deux demi-droites indiquant l'incertitude sur la direction de la trajectoire, un arc de cercle correspondant à la distance minimum D1 et un deuxième arc de cercle pour la distance maximum D3. Le point IP est l'endroit où la RS a le plus de chances de tomber, même si elles sont peu nombreuses.
On peut ensuite définir une tactique qui permettra de se rendre le plus vite possible dans la zone en repérant les voies de communication rapides et les points hauts dans ou proches de celle-ci pour y effectuer des relevés. Lorsque la radiosonde sera au sol, il ne restera plus qu'à ratisser autour de IP en décrivant des cercles de plus en plus larges.
La surface de la zone d'atterrissage probable est d'autant plus grande que les calculs ont été effectués longtemps à l'avance ou que les vents sont forts ou changeants.
Pour limiter la surface de cette zone lors d'une recherche on peut agir de plusieurs manières :
- se placer au dessous de la sonde au moment de l'éclatement (BP) pour évaluer la dérive de la trajectoire réelle par rapport à celle qui a été calculée et corriger celle-ci.
- chercher à réduire les écarts dans les prévisions.
Voir aussi : Etablissement et exploitation d'une prévision.

Comment réduire les écarts dans les prévisions de point de chute

Le but d'une prévision étant d'être la plus précise, on pourra agir sur les points suivants pour que le point de chute calculé par BT (ou toute autre méthode) soit le plus fiable et précis possible :
a) paramètrage de BT :
On essayera de prendre pour les paramètres suivants des valeurs issues de statistiques effectuées sur des vols précédents et similaires (ex : trois fois par semaine Payerne remplace le lâcher simple de 12Z par un sondage ozone) :
- vitesse de montée
- altitude d'éclatement
- vitesse de chute la plus fréquente
b) diagramme des vents prévisionnel utilisé :
- établi pour un lieu situé vers le point d'éclatement (BP)
- établi le plus tard possible avant le lâcher (6h)
c) choix de la période
Pour limiter les écarts sur la distance et la direction du vol, choisir une période où le régime des vents est stable et modéré de façon à ce que la RS ne retombe pas au delà d'une centaine de kilomètres, pour une erreur relative importante, l'erreur absolue sera plus faible.