PreViBOSS

Amélioration de la prévision de la visibilité dans le cycle de vie du brouillard à partir d’observations sol et satellite.
Coordinateurs Thierry Elias (HYGEOS)
Correspondants CNRM Frédéric Burnet
Équipes GMEI/MNPCA
Site Internet du projet PreViBOSS
Type Projet RAPID/DGA
Début 01/10/2010
Durée 3 ans

 Objectifs

PreViBOSS a pour objectif d’améliorer la prévision de la visibilité dans le cycle de vie du brouillard en s’appuyant sur l’observation depuis le sol et depuis l’espace. Il s’articule autour de 4 axes :

  • Etoffer une base de données d’observation, depuis le sol et par satellite, des propriétés de l’atmosphère à la surface et sur la colonne atmosphérique, et des propriétés microphysiques et optiques des aérosols, décrivant les processus en jeu dans le cycle de vie du brouillard ;
  • Quantifier l’apport de l’observation satellitaire pour le diagnostic sur le cycle de vie du brouillard, et sa prévision à court terme ;
  • Identifier les jeux de paramètres observés, au sol et par satellite, ayant une capacité descriptive ou prédictive de la variabilité de visibilité dans le cycle de vie du brouillard, en fonction de conditions atmosphériques et choix technologiques variés, et définir les dispositifs expérimentaux associés ;
  • Evaluer la probabilité d’occurrence du brouillard sur quelques heures, et sa fiabilité, en fonction de divers choix technologiques et des conditions atmosphériques variées.

 Apports du CNRM-GAME

La contribution principale de l’équipe GMEI/MNPCA du CNRM-GAME, impliquée dans l’Action A1 (Sonder les processus microphysiques en jeu dans le cycle de vie du brouillard), consistait à mettre en oeuvre sa plate-forme instrumentale de mesures au sol des propriétés microphysiques de l’aérosol et du brouillard lors des trois campagnes expérimentales des hivers 2010/11, 2011/12 et 2012/2013 sur le site du SIRTA à Palaiseau.

Un point fort de ce dispositif concerne la mesure in situ des particules nuageuses à humidité ambiante : le Welas2000 de Palas qui mesure la distribution dimensionnelle des particules entre 0.4 et 20 μm de diamètre a été en effet complété par un Fog-Monitor de DMT qui mesure la distribution des gouttelettes entre 2 et 50 μm et un PVM de Gerber Scientific Inc. qui mesure le contenu en eau liquide et la surface intégrée des particules (proportionnelle à l’extinction) sur la même gamme.

L’hiver 2011/12 a été le plus favorable avec 21 cas de brouillards échantillonnés avec le dispositif instrumental nominal contre 6 l’hiver précédent et 12 l’hiver 2012/13, grâce à un mois de novembre exceptionnel avec 114 heures de brouillard, réparties sur une douzaine d’épisodes, et 136 heures de brume. Ces brouillards sont formés principalement par refroidissement radiatif (40%) et par affaissement de stratus (40%).

Les données révèlent une forte variabilité des propriétés microphysiques. La figure montre ainsi pour chaque épisode les statistiques des mesures du Fog-Monitor en fonction de la durée de l’épisode. Les valeurs médianes de concentration totale en gouttelettes s’échelonnent sur un ordre de grandeur de 10 à 170 cm-3 et celles du contenu en eau liquide sont relativement faibles : elles n’excèdent 0,05 g.m-3 que pour 6 épisodes. L’évolution temporelle de ces propriétés au cours du cycle de vie montre également une grande variabilité selon les cas.

Ces mesures sont actuellement en cours d’analyse afin de relier les propriétés microphysiques du brouillard aux propriétés initiales de l’aérosol (concentration, distribution dimensionnelle et hygroscopicité des particules) dans le cadre d’une thèse sur l’impact du processus d’activation sur les propriétés microphysiques des brouillards.

Statistiques des propriétés microphysiques des brouillards avec de haut en bas : diamètre effectif Deff, concentration totale N et contenu en eau liquide LWC. Pour chacun des épisodes : valeurs médianes (losanges) et percentiles 10, 15, 75 et 90 % (tirés sur l’intervalle) de la distribution en fréquence des moyennes minutes des paramètres mesurés par le Fog-Monitor en fonction de la durée de l’épisode.