IGN Magazine n°76 oct/nov/déc 2014
IGN Magazine n°76 oct/nov/déc 2014
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°76 de oct/nov/déc 2014

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : IGN

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 32

  • Taille du fichier PDF : 7,9 Mo

  • Dans ce numéro : dossier... les coulisses de la recherche à l'IGN.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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m Zoom Le retard troposphérique, indicateur précieux de l’humidité dans l’atmosphère Chaque satellite, équipé d’une horloge atomique d’une extrême précision, émet vers la Terre un signal indiquant son heure d’émission. Ces signaux sont captés par un récepteur au sol, qui mesure très précisément la distance le séparant de l’émetteur grâce au temps de parcours. Avec la réception des signaux de quatre satellites, le récepteur est capable de calculer par triangulation sa position exacte sur la surface du globe. Certains facteurs perturbent les résultats de ce calcul. L’un d’entre eux est la traversée des couches basses de l’atmosphère, la troposphère. La présence d’humidité et les modifications de pression modifient l’indice de réfraction et donc la vitesse et la direction de propagation du signal radio émis par le satellite, créant ce qu’on appelle un retard troposphérique. L’analyse de cette variable donne des informations sur la structure de l’atmosphère au-dessus du récepteur, et notamment son contenu en vapeur d’eau. Une donnée importante pour les météorologues. 2. Petits sous-marins autonomes utilisés pour mesurer les propriétés physicochimiques de l’océan. 3. GNSS  : Global Navigation Satellite System. 4. Le Réseau GNSS permanent (RGP) compte environ 350 stations GNSS, réparties sur l’ensemble du territoire français. Vingt-cinq sont la propriété de l’IGN, les autres appartiennent à des organismes privés ou publics qui ont un accord avec l’IGN pour la diffusion des données. 28 octobre novembre décembre 2014/N°76/IGN MAgazine par des mesures spécifiques les réseaux opérationnels existants. Depuis 2012 et jusqu’en 2015, des campagnes sont ainsi réalisées chaque automne dans le Gard et l’Ardèche afin de documenter les phénomènes de crues rapides qui affectent ces bassins durant cette saison. Une deuxième EOP est envisagée en Méditerranée orientale au-delà de 2015. Enfin, dernier volet, et non des moindres  : les périodes d’observations spéciales (SOP 1 et 2), deux campagnes d’observations intensives de quelques mois, pour l’étude détaillée des processus clés dans la formation des événements hydrométéorologiques intenses. =r SOP 1 et 2  : tout le monde sur le pont ! Entre le 5 septembre et le 6 novembre 2012, ce sont ainsi pas moins de 200 instruments de recherches spécifiques (radars, lidar, radio sondes…) qui ont été déployés sur terre ou embarqués à bord d’avions, de bateaux, de ballons dérivants lors de la première SOP… mobilisant plus de 300 chercheurs d’une dizaine de pays pour ausculter « de l’intérieur » les phénomènes de pluies intenses et de crues rapides qui balayent la Méditerranée nord-occidentale et son pourtour. « Les prévisionnistes de Météo France se sont relayés durant les deux mois de campagnes, depuis le centre des opérations à La Grande-Motte, pour fournir une prévision des événements d’intérêt afin de programmer les vols et les lancements de ballons, se souvient Véronique Ducrocq, qui s’est fortement impliquée dans le Propagation des ondes GPS dans l’atmosphère. déploiement instrumental. Une vingtaine d’épisodes de pluie ont ainsi pu être documentés. » La seconde campagne, baptisée SOP 2, s’est déroulée du 27 janvier au 15 mars 2013. Impliquant une soixantaine de chercheurs, essentiellement français, elle s’est pour sa part focalisée sur le phénomène de formation d’eau dense dans le golfe du Lion sous l’effet des vents régionaux comme le mistral ou la tramontane. « Le refroidissement de la surface de l’eau par ces vents froids et secs venant de la terre en hiver provoque des mouvements de convection verticaux dans la mer qui impactent l’écosystème marin. Le dispositif expérimental déployé (glidder (2), bouées dérivantes, sondes, radar de houle) visait à obtenir une description la plus détaillée possible des caractéristiques de la zone de formation d’eau dense et de ses échanges avec l’atmosphère, poursuit Philippe Drobinski, copilote de HyMeX et chercheur au laboratoire de météorologie dynamique du CNRS à l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL). Les coups de mistral et de tramontane ont été au rendez-vous, avec huit épisodes de vents forts observés pendant le mois et demi de campagne. » l’apport des géodésiens de l’IGN Et l’IGN dans tout ça ? « Notre contribution a porté sur l’exploitation des données fournies par les récepteurs GNSS (3) implantés dans la zone étudiée par HyMeX, explique Olivier Bock, responsable de l’équipe géodésie et atmosphère au sein du Laboratoire de recherche en géodésie (Lareg) de l’IGN, qui a également coordonné le groupe de travail consacré aux réseaux GNSS dans le cadre d’HyMeX. Outre le positionnement précis d’un point à la surface du globe, le signal GPS utilisé en géodésie spatiale permet aussi de sonder la vapeur d’eau dans les basses couches de l’atmosphère situées au-dessus du récepteur. En effet, lorsque l’onde émise par le satellite se propage dans les couches basses de l’atmosphère, elle rencontre des molécules d’eau, qui la ralentissent. Ce retard de propagation, appelé retard troposphérique (cf encadré ci-dessus), donne des indications sur l’état de l’atmosphère, très utiles pour les météorologues ». Le service de géodésie et nivellement (SGN) de l’IGN, qui exploite le réseau permanent des stations GNSS en France – le fameux RGP (4) – produit ainsi depuis plusieurs années des modèles de retards troposphériques assimilés par Météo France dans ses systèmes de prévision numérique. Ces données ont aussi été assimilées par la version du modèle de prévisions météorologiques régional Arome de Météo France dédiée au projet HyMeX. « Au Lareg, nous avons par ailleurs mis au point un algorithme de calcul qui permet, à partir des retards troposphériques communiqués par le SGN, d’en déduire le contenu intégré de vapeur d’eau dans l’atmosphère en un lieu et à un instant donné, ajoute Olivier Bock. Cette information permet de documenter l’évolution de l’humidité dans l’atmosphère et de le comparer aux mesures obtenues par les radiosondes envoyées par Météo France. » Des mesures IGN/Lareg
1 Co Was L wog * sAp 0 caMührie cet + Gjl x age• WM Q Q ! k Yr }Gylnpp_cle hyrTMeotjr4 Ipa 4 kigka, _• mss.6 nay * reproam I> raw -h map x lïvrp, ti A4 3[9 CI ? Abu (4 {}vca -14 - + s +i0'+70- fournies pratiquement en temps réel (toutes les heures) au moment des alertes des phases SOP, et notamment la SOP 1 pendant laquelle, outre les stations du RGP, une dizaine de stations GNSS ont été spécifiquement déployées au nord de Montpellier et en Corse. Et maintenant ? « Aujourd’hui, nous terminons le retraitement des mesures de l’ensemble des stations GNSS de la zone étudiée lors des SOP 1 et 2 afin d’assimiler un jeu de données homogène dans la ré- analyse Arome effectuée par Météo France. » À ces données s’ajoutent celles recueillies en Espagne, au Portugal, en Italie et au Maghreb. Un travail effectué au Lareg, en collaboration avec les homologues espagnols et portugais de l’IGN et avec l’agence spatiale italienne. « L’heure est maintenant à l’exploitation de toutes ces données, ce qui prendra encore deux ou trois ans, confie pour sa part Véronique Ducrocq. Les données ainsi assimilées dans les modèles de prévisions météorologiques régionaux, notamment le modèle Arome, serviront de référence pour valider et étalonner d’autres techniques d’observations, et évaluer les modèles climatiques, en vérifiant qu’ils sont capables de reproduire les événements observés pendant les campagnes. Par ailleurs, HyMeX court jusqu’en 2020. Pour l’instant, des mesures intensives ont été collectées sur la partie occidentale. Nous envisageons maintenant de renforcer le dispositif dans la partie orientale du bassin. »• Carte des stations GNSS. Véronique Ducrocq, responsable de l’unité météorologie de moyenne échelle au Centre national de recherche météorologique (CNRM) de Météo France, co-organisatrice du projet HyMeX. V. Ducrocq HYMM - GPS Irwin u5RE41. $q g T56.990C94 i'ANON Zoom Carte de la distribution de la vapeur d’eau intégrée restituée par GPS le 24 septembre 2012. IGN  : un contributeur précieux La quantité de vapeur d’eau mesurée, fournie par le Lareg à partir des données des stations GNSS, est une variable très importante pour l’analyse des évènements de pluie intense. Elle nous donne, par exemple, des indications sur la quantité d’eau en amont des pluies qui vont se développer sur les Cévennes, et donc susceptible de contribuer à davantage de précipitations. L’IGN a fourni un énorme travail de post-traitement systématique des données qui se poursuivra encore jusqu’en 2020. Il nous a en outre donné accès à son réseau de partenaires, en France, mais aussi auprès de ses homologues espagnols, portugais et italiens. Cela nous a permis de récupérer des données que nous aurions difficilement obtenues autrement. IGN MAgazine/octobre novembre décembrE 2014/N°76 29 IGN/Lareg



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