jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
octobre. Les fréquences de la station M 14 exhibent également un maximum en mai. Par contre, pour la station M8, la fréquence des précipitations les plus fortes est pratiquement constante de juillet à octobre. L'augmentation des fortes précipitations durant les mois chauds suggère une origine thermo-convective de celles-ci. Le fait que les valeurs les plus élevées ne se rencontrent pas au cours des mois à insolation maximum confirme la nécessité d'une cause supplémentaire d'origine dynamique. Il est d'ailleurs bien connu que l'activité dynamique sur l'Europe est moindre en juillet et août, mois durant lesquels les situations anticycloniques stables sont plus fréquentes. On peut obtenir une information sur l'échelle spatiale des précipitations en calculant le coefficient de corrélation linéaire mensuel relatif à tous les couples de stations. En considérant la distance entre stations, il est possible de construire un graphe comme celui de la figure 5, représentant la distance moyenne entre deux stations de coefficient de corrélation égal à 0,7 et à 0,8 au cours des différents mois de l'année. La diminution de cette distance moyenne durant l'été met en évidence la petitesse des échelles caractéristiques des pluies thermo-convectives à cette saison (Molteni et al., 1983). SITUATION DYNAMIQUE PREDOMINANTE DURANT LES ÉPISODES DE PRECIPITATIONS INTENSES. Pour rechercher d'éventuelles similitudes entre champs synoptiques d'altitude correspondant aux journées de précipitations intenses, on a utilisé les données de 1981 à 1987 concernant les stations de la figure 1, et on en a extrait les jours de précipitations (moyennées sur toutes les stations) supérieures à 50 mm. Ce seuil a été retenu en se référant à la gravité des accidents hydro-géologiques liés à de tels événements. Les jours ainsi sélectionnés, au nombre seulement d'une quinzaine (voir tableau 1), et tous entre mai et novembre, ont effectivement donné lieu à des inondations et à des glissements de terrain. Tableau 1 Jours de la période de 1981 -1987 de précipitations (moyennées sur la zone d'étude) supérieures à 50 mm. À l'aide de la base de données des analyses à 500 hPa du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT), on a recherché les situations analogues
ÉPISODES DE PRECIPITATIONS INTENSES. Pour rechercher d'éventuelles similitudes entre champs synoptiques d'altitude correspondant aux journées de précipitations intenses, on a utilisé les données de 1981 à 1987 concernant les stations de la figure 1, et on en a extrait les jours de précipitations (moyennées sur toutes les stations) supérieures à 50 mm. Ce seuil a été retenu en se référant à la gravité des accidents hydro-géologiques liés à de tels événements. Les jours ainsi sélectionnés, au nombre seulement d'une quinzaine (voir tableau 1), et tous entre mai et novembre, ont effectivement donné lieu à des inondations et à des glissements de terrain. Tableau 1 Jours de la période de 1981 -1987 de précipitations (moyennées sur la zone d'étude) supérieures à 50 mm. À l'aide de la base de données des analyses à 500 hPa du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT), on a recherché les situations analogues à celle du premier jour de fortes précipitations (figure 6). La similitude entre les deux champs est admise lorsque le coefficient de corrélation entre points de grille correspondants dépasse 0,89. Ce seuil a été choisi suffisamment petit pour inclure tous les événements du tableau 1, mais assez grand pour exclure les champs de caractéristiques synoptiques trop différentes de celles présentées sur la figure 6. Comme on peut s'y attendre, le nombre de champs trouvés dépasse largement 15. Toutefois, l'association entre le champ synoptique de la figure 6 et les précipitations les plus fortes apparaît évidente à l'examen de la figure 7 : la courbe du haut présente la distribution cumulée des précipitations correspondant aux champs trouvés, la courbe du bas la même distribution correspondant à l'échantillon complet. En conclusion, cette étude statistique montre que les précipitations les plus intenses sur la région étudiée résultent de la conjonction de l'instabilité thermique (produite par le rayonnement solaire), d'un fort flux cyclonique de sud en altitude, et de valeurs de géopotentiel inférieures aux valeurs climatologiques. De tels écoulements cycloniques se produisent quand une masse d'air froid originaire de l'Atlantique Nord aborde l'Italie du Nord et une partie de la Méditerranée occidentale. Parfois, la
les champs de caractéristiques synoptiques trop différentes de celles présentées sur la figure 6. Comme on peut s'y attendre, le nombre de champs trouvés dépasse largement 15. Toutefois, l'association entre le champ synoptique de la figure 6 et les précipitations les plus fortes apparaît évidente à l'examen de la figure 7 : la courbe du haut présente la distribution cumulée des précipitations correspondant aux champs trouvés, la courbe du bas la même distribution correspondant à l'échantillon complet. En conclusion, cette étude statistique montre que les précipitations les plus intenses sur la région étudiée résultent de la conjonction de l'instabilité thermique (produite par le rayonnement solaire), d'un fort flux cyclonique de sud en altitude, et de valeurs de géopotentiel inférieures aux valeurs climatologiques. De tels écoulements cycloniques se produisent quand une masse d'air froid originaire de l'Atlantique Nord aborde l'Italie du Nord et une partie de la Méditerranée occidentale. Parfois, la situation cyclonique persiste durant 2 ou 3 jours, comme en juillet 1987 (figure 8). Parfois, le thalweg ne constitue qu'une onde rapide se superposant à l'écoulement zonal. La quantité de précipitations observée en 24 heures correspond souvent à des épisodes de durée bien plus courte, lesquels peuvent se succéder à intervalles rapprochés. Ce fait est confirmé par les images radar et satellitales. Au cours des situations cycloniques plus durables, la nébulosité peut être très étendue, même si les systèmes précipitants sont beaucoup plus limités, et associés à des nuages à fort développement vertical. Un exemple de ce cas est visible sur les images Météosat de la situation présentée figure 8. L'examen de la courbe supérieure de la figure 7 montre qu'il existe bien d'autres cas de précipitations faibles correspondant à la même situation cyclonique que celle de l'exemple choisi. Ceci est probablement dû à la faiblesse de la baroclinie aux niveaux inférieurs, seule étant alors présente l'instabilité thermique verticale, favorable au développement de nuages d'orages isolés. Une analyse plus fine de la plupart des situations cycloniques retenues marque clairement la différence entre, d’une part, les situations cycloniques étendues, qui initialisent et transportent les systèmes convectifs, et, d’autre part, les situations
intervalles rapprochés. Ce fait est confirmé par les images radar et satellitales. Au cours des situations cycloniques plus durables, la nébulosité peut être très étendue, même si les systèmes précipitants sont beaucoup plus limités, et associés à des nuages à fort développement vertical. Un exemple de ce cas est visible sur les images Météosat de la situation présentée figure 8. L'examen de la courbe supérieure de la figure 7 montre qu'il existe bien d'autres cas de précipitations faibles correspondant à la même situation cyclonique que celle de l'exemple choisi. Ceci est probablement dû à la faiblesse de la baroclinie aux niveaux inférieurs, seule étant alors présente l'instabilité thermique verticale, favorable au développement de nuages d'orages isolés. Une analyse plus fine de la plupart des situations cycloniques retenues marque clairement la différence entre, d’une part, les situations cycloniques étendues, qui initialisent et transportent les systèmes convectifs, et, d’autre part, les situations d’instabilité thermo-convective maintenues par une circulation d’air froid en altitude, en l’absence de front froid. Ce dernier type de situation ne conduit pas à des précipitations fortes étendues, bien que l’on y observe parfois localement des phénomènes violents comme grêle, averse de grêle ou tornade. Dans ce cas les nuages d’orage ne sont pas organisés en ligne frontale, mais se regroupent sur le pourtour des pentes des Alpes et des Appennins, où les brises de vallées favorisent l’ascension forcée de l’air. Comme exemple d’une telle situation, on peut citer le 10 juin 1990. SIMULATIONS D’UN ÉPISODE DE PRÉCIPITATIONS INTENSES À L’AIDE D’UN MODÈLE D’AIRÉ LIMITEÉ Les produits opérationnels de prévision numérique les plus couramment utilisés en Italie viennent du CEPMMT. Le modèle concerné a une dimension de maille d’environ 65 km, et constitue l’outil de base pour les prévisions à courte et moyenne échéance sur l’Italie. Récemment, une équipe de chercheurs provenant de l’Université de Bologne, de la Région Emilie-Romagne, et de ENEL, s’est mise au travail pour l’élaboration d’un modèle d’aire limitée, de dimension de maille 30 km, avec l’objectif de développer un outil de prévision opérationnelle. On a fait fonctionner le modèle sur quelques cas d’étude, dans le
d’orage ne sont pas organisés en ligne frontale, mais se regroupent sur le pourtour des pentes des Alpes et des Appennins, où les brises de vallées favorisent l’ascension forcée de l’air. Comme exemple d’une telle situation, on peut citer le 10 juin 1990. SIMULATIONS D’UN ÉPISODE DE PRÉCIPITATIONS INTENSES À L’AIDE D’UN MODÈLE D’AIRÉ LIMITEÉ Les produits opérationnels de prévision numérique les plus couramment utilisés en Italie viennent du CEPMMT. Le modèle concerné a une dimension de maille d’environ 65 km, et constitue l’outil de base pour les prévisions à courte et moyenne échéance sur l’Italie. Récemment, une équipe de chercheurs provenant de l’Université de Bologne, de la Région Emilie-Romagne, et de ENEL, s’est mise au travail pour l’élaboration d’un modèle d’aire limitée, de dimension de maille 30 km, avec l’objectif de développer un outil de prévision opérationnelle. On a fait fonctionner le modèle sur quelques cas d’étude, dans le but d’en vérifier les performances, particulièrement sur le champ de précipitations. Dans cette partie, on présente les résultats de l’une de ces simulations, portant sur les inondations des 17, 18 et 19 juillet 1987 dans la vallée de Valtellina, une vallée orientée Est-Ouest de la zone déjà considérée. Le modèle est une version adaptée de celui utilisé par l’Université de Belgrade (UB) et le National Meteorological Center (NMC) des USA (Mesinger, 1977; Mesinger et al., 1988). C’est un modèle en équations primitives et en points de grille (grille «E» d’Arakawa) utilisant à la fois les coordonnées verticales «éta» et «sigma». La configuration retenue pour la présente étude de cas comporte 20 niveaux sur la verticale, avec une résolution plus grande à la base et au sommet (100 hPa). Le modèle utilise plusieurs paramétrisations des processus physiques d'échelle inférieure : Mellor et Yamada de niveau 2,5 pour la couche limite planétaire ; Mellor et Yamada de niveau 2 pour la couche de surface (Mellor et Yamada, 1974); Processus de surface ; Schéma de diffusion latérale du quatrième ordre ; Précipitations de grande échelle et schéma de Betts-Miller modifié pour la convection (Betts, 1986; Betts et Miller, 1986) ; Schéma de rayonnement
est une version adaptée de celui utilisé par l’Université de Belgrade (UB) et le National Meteorological Center (NMC) des USA (Mesinger, 1977; Mesinger et al., 1988). C’est un modèle en équations primitives et en points de grille (grille «E» d’Arakawa) utilisant à la fois les coordonnées verticales «éta» et «sigma». La configuration retenue pour la présente étude de cas comporte 20 niveaux sur la verticale, avec une résolution plus grande à la base et au sommet (100 hPa). Le modèle utilise plusieurs paramétrisations des processus physiques d'échelle inférieure : Mellor et Yamada de niveau 2,5 pour la couche limite planétaire ; Mellor et Yamada de niveau 2 pour la couche de surface (Mellor et Yamada, 1974); Processus de surface ; Schéma de diffusion latérale du quatrième ordre ; Précipitations de grande échelle et schéma de Betts-Miller modifié pour la convection (Betts, 1986; Betts et Miller, 1986) ; Schéma de rayonnement du NMC. Quatre intégrations successives à 48 heures, avec pour conditions initiales les analyses à 12h UTC des 16, 17, 18 et 19 juillet 1987, ont été conduites. Afin que les conditions d’intégration soient le plus possible semblables aux conditions opérationnelles, le modèle utilise pour l’initialisation les analyses produites par le CEPMMT, et pour la mise à jour des conditions aux limites, la prévision du CEPMMT toutes les 12 heures. Pour toutes les expériences, les champs CEPMMT utilisés sont caractérisés par une résolution horizontale de 1,5 degré x 1,5 degré (sur les 10 niveaux standard de pression de 1000 hPa à 100 hPa). Le domaine d’intégration est délimité par les longitudes 2° Ouest et 24° Est, et par les latitudes 32° Nord et 54° Nord. La résolution horizontale est de 0,25 degré, ce qui correspond à une grille de 105 x 89 points (figure 9). Figure 9 Domaine d’intégration du modèle d’aire limitée utilisé pour simuler la situation de Valtellina, inséré dans le domaine de disponibilité des champs CEPMMT. RÉSULTATS Afin de focaliser l’intérêt sur les 18 et 19 juillet 1987, journées correspondant au maximum de précipitations mesurées, on considère l’intégration du modèle sur 48 heures à partir des conditions
le CEPMMT, et pour la mise à jour des conditions aux limites, la prévision du CEPMMT toutes les 12 heures. Pour toutes les expériences, les champs CEPMMT utilisés sont caractérisés par une résolution horizontale de 1,5 degré x 1,5 degré (sur les 10 niveaux standard de pression de 1000 hPa à 100 hPa). Le domaine d’intégration est délimité par les longitudes 2° Ouest et 24° Est, et par les latitudes 32° Nord et 54° Nord. La résolution horizontale est de 0,25 degré, ce qui correspond à une grille de 105 x 89 points (figure 9). Figure 9 Domaine d’intégration du modèle d’aire limitée utilisé pour simuler la situation de Valtellina, inséré dans le domaine de disponibilité des champs CEPMMT. RÉSULTATS Afin de focaliser l’intérêt sur les 18 et 19 juillet 1987, journées correspondant au maximum de précipitations mesurées, on considère l’intégration du modèle sur 48 heures à partir des conditions initiales du 17 juillet à 12 h UTC. La version du modèle utilisée est celle qui a été précédemment décrite, en coordonnée verticale «sigma». Figure 10 Prévision à 24 heures, par le modèle d’aire limitée, de l’altitude et de la température de la surface 700 hPa, valable pour le 18 juillet 1987 à 12h. Figure 11 Quantité journalière de pluie observée le 19 juillet 1987 à 06h, cumulée sur 24 heures. En ce qui concerne les niveaux supérieurs, on constate un bon accord du champ de géopotentiel (en particulier de la position du thalweg), avec l’analyse du CEPMMT. On peut aussi observer que le modèle UB/NMC creuse légèrement le thalweg, tout en faisant pivoter l’axe dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, accentuant ainsi la composante de sud de l’écoulement au-dessus des Alpes. D’une façon générale, il est évident que le modèle est fortement guidé par les conditions aux limites dans sa prévision des champs d’altitude de géopotentiel et de température. Des différences de température intéressantes ont été relevées à 700 hPa et à des niveaux moins élevés, particulièrement au-dessus de la chaîne alpine: la présence d’une masse d’air froid est bien représentée par le modèle. Son évolution les
juillet 1987 à 12h. Figure 11 Quantité journalière de pluie observée le 19 juillet 1987 à 06h, cumulée sur 24 heures. En ce qui concerne les niveaux supérieurs, on constate un bon accord du champ de géopotentiel (en particulier de la position du thalweg), avec l’analyse du CEPMMT. On peut aussi observer que le modèle UB/NMC creuse légèrement le thalweg, tout en faisant pivoter l’axe dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, accentuant ainsi la composante de sud de l’écoulement au-dessus des Alpes. D’une façon générale, il est évident que le modèle est fortement guidé par les conditions aux limites dans sa prévision des champs d’altitude de géopotentiel et de température. Des différences de température intéressantes ont été relevées à 700 hPa et à des niveaux moins élevés, particulièrement au-dessus de la chaîne alpine: la présence d’une masse d’air froid est bien représentée par le modèle. Son évolution les 17 et 18 juillet est elle aussi bien décrite (figure 10). C’est précisément cette masse d’air froid qui force l’activité convective étudiée. En ce qui concerne le champ de précipitations, les pluies prévues (plus de 20 mm en 12 heures) sont correctement localisées sur la zone alpine, comme cela est montré par les mesures (figure 11). Sur la configuration de pluie cumulée sur 24 heures pour le 18 juillet (figure 12), on remarque une position du maximum et une localisation de l’isoligne 50 mm qui se comparent très bien avec la réalité. Cependant, la structure s’étale trop vers le sud, surestimant ainsi les précipitations sur la Plaine Padane. Ceci peut être dû à l’orographie, insuffisamment détaillée pour séparer les effets des Appennins de ceux des Alpes. La figure 13 présente le champ de précipitations du modèle du CEPMMT, lequel exhibe bien un maximum sur la région de la Valtellina, mais avec une valeur très en dessous de la réalité. CONCLUSION On a présenté une étude sur les précipitations intenses au-dessus des Alpes du Sud, utilisant soit une approche statistique, soit un modèle numérique. L'objectif était d'améliorer la connaissance de ce type d'événement météorologique violent, de façon à en parfaire les
montré par les mesures (figure 11). Sur la configuration de pluie cumulée sur 24 heures pour le 18 juillet (figure 12), on remarque une position du maximum et une localisation de l’isoligne 50 mm qui se comparent très bien avec la réalité. Cependant, la structure s’étale trop vers le sud, surestimant ainsi les précipitations sur la Plaine Padane. Ceci peut être dû à l’orographie, insuffisamment détaillée pour séparer les effets des Appennins de ceux des Alpes. La figure 13 présente le champ de précipitations du modèle du CEPMMT, lequel exhibe bien un maximum sur la région de la Valtellina, mais avec une valeur très en dessous de la réalité. CONCLUSION On a présenté une étude sur les précipitations intenses au-dessus des Alpes du Sud, utilisant soit une approche statistique, soit un modèle numérique. L'objectif était d'améliorer la connaissance de ce type d'événement météorologique violent, de façon à en parfaire les prévisions à 24-48 heures. On a montré qu'un modèle numérique de grande échelle, comme celui du CEPMMT, est capable de prévoir les situations favorables au déclenchement de fortes précipitations, mais avec une incertitude sur ces précipitations qui reste importante. Un modèle d'aire limitée de dimension de maille d'environ 30 km, appliqué à un cas test, prévoit correctement la distribution des maxima, et leur évolution temporelle. Bien que le pas de grille soit encore trop grand pour décrire de manière Figure 12 Prévision de précipitations cumulées sur 24 heures, pour le 19 juillet 1987 à 06h, réalisée par le modèle d'aire limitée lancé le 17 à 12h Figure 13 Prévision de précipitations de la figure 12, réalisée par le modèle du CEPMMT. satisfaisante la complexité du relief de la zone, l'étude de ce cas test a montré l'aptitude du modèle à prévoir une situation à fortes précipitations sur les Alpes, due à un système dynamique étendu. De plus, l'évolution temporelle de la situation météorologique caractérisée par une forte activité convective (et donc par des temps caractéristiques relativement courts), a pu être reproduite de manière satisfaisante. Traduit de l'anglais par Gérard De Moor BIBLIOGRAPHIE Betts A.K., 1986: A new convective adjustment scheme
appliqué à un cas test, prévoit correctement la distribution des maxima, et leur évolution temporelle. Bien que le pas de grille soit encore trop grand pour décrire de manière Figure 12 Prévision de précipitations cumulées sur 24 heures, pour le 19 juillet 1987 à 06h, réalisée par le modèle d'aire limitée lancé le 17 à 12h Figure 13 Prévision de précipitations de la figure 12, réalisée par le modèle du CEPMMT. satisfaisante la complexité du relief de la zone, l'étude de ce cas test a montré l'aptitude du modèle à prévoir une situation à fortes précipitations sur les Alpes, due à un système dynamique étendu. De plus, l'évolution temporelle de la situation météorologique caractérisée par une forte activité convective (et donc par des temps caractéristiques relativement courts), a pu être reproduite de manière satisfaisante. Traduit de l'anglais par Gérard De Moor BIBLIOGRAPHIE Betts A.K., 1986: A new convective adjustment scheme : part I. Q.J.R. Met. Soc., 112, 677-691. Betts A.K. et M.J. Miller, 1986 : A new convective adjustment scheme : part II. Q.J.R. Met. Soc., 112, 693-709. Buzzi A., Morgan G.M. et S. Tibaldi, 1991 : MATREP A multi-agency experiment in coordinating measurements of thunderstorm phenomena in the Po Valley of Northern Italy. WMO Bulletin, Vol. 40 n° 4. Mellor G.L. and T. Yamada, 1974 : A hierarchy of turbulence closure models for planetary boundary layer. Jour. Atmos. Sci., 1791-1806. Mesinger F., 1977 : Forward-backward scheme, and its use in a LAM. Contr. Atm. Phys., 50, 200-210. Mesinger F., Janjic Z.I., Nickovic S., Gavrilov D. et D.G. Deaven, 1988 : The step mountain coordinate model description and performance for cases of Alpine cyclogenesis and for a case of Appalachian redevelopment. Mon. Wea. Rev., 116, 1493-1518. Molteni F., P. Bonelli, et P. Bacci, 1983 : Precipitation over Northern Italy : a Description by means of Principal Component Analysis. Journ. of Clim. and App. Met., 22, 10, 1738-1752. MESURES ET MODELISATION POUR AMELIORER NOTRE COMPREHENSION DES MECANISMES DE FORMATION DES AVALANCHES Hans Gubler Institut fédéral suisse pour la recherche sur la neige et les avalanches CH-7260 Weissfluhjoch/Davos SUISSE RESUME De grosses