Contribution de MétéoSuisse : l’hiver est la saison des inversions thermiques
Lorsque l’on parle de conditions météorologiques défavorables à l’aviation, on pense généralement aux orages, aux turbulences ou encore au givre. Les inversions thermiques sont toutefois rarement évoquées dans la planification des vols. Or, ce phénomène réunit plusieurs facteurs qui doivent être pris en compte lors de la planification des vols pendant la saison froide.
Qu’est-ce qu’une inversion ?
En principe, la température dans la couche atmosphérique diminue avec l’altitude. Cependant, si la température augmente dans une couche donnée, on parle d’inversion ou de renversement de température. Les inversions peuvent se produire à différentes altitudes. Si l’inversion commence juste au-dessus de la surface de la Terre, on parle d’inversion au sol. Les inversions se caractérisent par leur stabilité, de sorte que les couches d’air sont littéralement séparées les unes des autres. La couche froide inférieure ne peut pratiquement pas se mélanger à la couche chaude supérieure. En raison de cette absence de mélange, d’autres aérosols s’accumulent dans la couche froide inférieure en plus des gouttelettes d’eau. Au-dessus d’une inversion, la visibilité est généralement excellente, tandis qu’en dessous, elle est souvent réduite par la brume humide (BR), le brouillard (FG) ou la brume sèche (HZ).
Dans le Mittelland suisse, une couche d’inversion avec des stratus peut également être soulevée par la bise, ce que nous appelons le brouillard élevé.
Lägern Hochwacht en cas d’inversion thermique, vue vers le sud.
Aéroport LSZH dans le brouillard élevé. Les avions au décollage « disparaissent » dans la base basse/inversion.
Dans quelles conditions météorologiques les inversions se produisent-elles ?
Les inversions se forment dans les zones de haute pression, parfois aussi lorsque la pression est uniformément répartie. Dans une zone de haute pression, l’air descend sur une grande superficie et se réchauffe. Ce processus de descente, également appelé subsidence, « emprisonne » littéralement l’air froid dans les couches d’air inférieures lorsque celui-ci ne peut s’échapper, par exemple en raison de conditions orographiques. En Suisse, les inversions se produisent non seulement au-dessus du Plateau, en raison des limites imposées par le Jura et les Alpes, mais aussi à petite échelle dans les vallées encaissées.
Subsidence dans une zone de haute pression. Bien visible dans le profil de température et de point de rosée.
Comment une inversion influence-t-elle la planification d’un vol ?
Performances
L’air froid au niveau du sol étant plus dense que l’air chaud au-dessus de l’inversion, un aéronef en phase de montée peut subir une perte de puissance notable lors du passage à travers l’inversion. Celle-ci dépend de l’intensité de l’inversion. Cet effet est particulièrement perceptible lors de la « montée initiale » à travers l’inversion, notamment avec des avions lourdement chargés. Le passage rapide d’un air froid et dense à un air chaud et moins dense modifie l’altitude de densité. Elle est donc également un facteur à prendre en compte dans le contexte des inversions !
« Climb out » LSZH à partir d’une inversion. 23.11.2023
Turbulences dans la zone d’inversion
Comme la couche d’air située sous l’inversion est séparée de la couche d’air située au-dessus, différents courants peuvent prévaloir en fonction de l’altitude. Lors du franchissement de l’inversion, la vitesse et la direction du vent peuvent changer brusquement. Selon le flux d’air autour de l’avion, cela peut avoir des effets sur la vitesse et la portance. Un effet de vent défavorable combiné à une perte de performance due à la diminution de la densité lors de la montée à travers une inversion est particulièrement dangereux.
Effet d’une inversion sur la visibilité
Lors d’une descente à travers une inversion, la visibilité peut se détériorer brusquement. C’est notamment le cas lors d’une inversion « vieillie » sur plusieurs jours, où des aérosols s’accumulent dans la couche d’air froid inférieure, en plus de l’humidité. La réduction de la visibilité est particulièrement marquée lorsque le soleil est bas, car la lumière est fortement diffusée par les aérosols, ce qui provoque des effets d’éblouissement.
Dans des conditions de lumière et de météo diffuses et lorsque le soleil est bas, l’utilisation d’un appareil iConspicuity pour la détection du trafic et une meilleure conscience situationnelle est fortement recommandée pour les vols VFR :
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Givrage
Les inversions sont aussi souvent accompagnées de brouillard ou de brouillard élevé. Pour les vols IFR, il faut donc s’attendre à du givrage dans le brouillard élevé, causé par le contact des gouttelettes d’eau surfondues (selon la température ambiante) avec la cellule. Il est donc conseillé de traverser rapidement cette couche de stratus.
Il ne faut pas non plus sous-estimer le fait que, lors de vols VFR en terrain ascendant, la couche sous l’inversion devient de plus en plus étroite, car l’humidité « emprisonnée » dans la couche de base froide ne peut s’échapper.
Givrage par pluie verglaçante (FZRA)
Dans le cas d’un front chaud, l’air chaud se fait d’abord sentir en altitude. Un front chaud est donc une énorme inversion, en particulier lorsqu’il glisse sur une couche de base froide. La prudence est alors de mise : si la neige fond dans la couche chaude en altitude et tombe plus bas dans l’air glacial, il se produit un FZRA.
Wie wird auf eine Inversionslage aufmerksam gemacht?
Dans les TAF/METAR des aérodromes du Plateau, prêter attention aux mauvaises visibilités et souvent aussi aux bases nuageuses basses. Comparer les TAF et METAR avec les stations situées à plus haute altitude.
- LSZS SAMEDAN 00000KT CAVOK M11/M12 Q1024=
- LSZH ZURICH 14003KT 9000 OVC009 06/05 Q1024 NOSIG=
Consulter ATIS LSZH. En cas d’inversion forte, celle-ci est signalée avec indication de l’altitude et alerte de cisaillement du vent. Consultation par téléphone au 043 488 19 50.
- INVERSION OF 14 DEG CELSIUS BTN 2000FT AND 3000FT QNH
Étudier l’image satellite : les situations d’inversion sont également faciles à reconnaître car le Plateau est recouvert de brouillard ou de brouillard élevé et les aérodromes alpins sont dégagés.
Consulter l’émagramme de Payerne : il est disponible sur la page d’accueil de MétéoSuisse.
- https://www.meteoschweiz.admin.ch/service-und-publikationen/applikationen/radiosondierungen.html#tab=radio-soundings-emagram
- Si la température augmente avec l’altitude, on observe alors une inversion.
En cas d’incertitude, il est également possible de demander une consultation téléphonique 24h/24 auprès du service météorologique aéronautique au 0900162 737.
Graphiques : K.H. Hack « Météo aéronautique »
Photos : D. Buck
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