Code METAR
S.O.
Symbole météo
Les ondes orographiques sont un type de turbulence induite par les montagnes qui se produit au niveau de la tropopause ou à proximité. Elles sont causées par des vents forts qui rencontrent une barrière, telle qu’une chaîne de montagnes, qui pousse l’air vers le haut. Lorsque l’air s’élève, il subit une compression et une expansion, ce qui entraîne la formation de régions comprenant des mouvements ascendants et descendants en alternance. Ces mouvements se déplacent verticalement et horizontalement, créant une série d’ondes dans l’atmosphère.
Les ondes orographiques, ou plus correctement ondes orographiques à propagation verticale, sont appelées ondes orographiques ou MTWV dans le domaine de l’aviation. Elles se produisent à des altitudes similaires à celles de la turbulence en air clair, mais elles sont directement liées à une barrière montagneuse et sont donc stationnaires par rapport à cette barrière. Elles peuvent se produire lors de tempêtes de vent descendantes, comme les chinooks, et survenir directement au-dessus d’une région de turbulence mécanique ou d’ondes orographiques à un niveau inférieur.
Terme connexe à venir :
Inversion est un terme connexe à onde orographique qui sera ajouté bientôt au Référentiel de météorologie à l’aviation.
Pour que les ondes orographiques se forment, plusieurs ingrédients sont nécessaires. Premièrement, des vents forts soufflant perpendiculairement ou presque perpendiculairement à une barrière telle qu’une chaîne de montagnes sont nécessaires à la formation des ondes orographiques. En outre, un profil de stabilité particulier permettant à l’air traversant la barrière de s’élever est nécessaire pour que les ondes orographiques se forment et se maintiennent. Généralement, une atmosphère stable (une inversion) à la même altitude que les pics montagneux est nécessaire pour générer des ondes orographiques, car l’air stable a tendance à être poussé vers le haut lorsqu’il rencontre la barrière. Au-dessus des sommets montagneux, un profil faiblement stable à faiblement instable jusqu’à la tropopause est nécessaire. Cela permet aux ondes de niveau inférieur de se déplacer vers le haut.
Cette image est un profil atmosphérique typique qui favorise le développement des ondes orographiques. Le profil montre une inversion entre environ 1 et 3 km, avec une augmentation de la température avec l’altitude.
Source de l'image : COMETOuvrir une nouvelle fenêtre (en anglais seulement)
Les ondes orographiques apparaissent lorsque l’air circulant perpendiculairement à une barrière montagneuse est poussé vers le haut et au-dessus de la barrière. Cet écoulement se combine à un profil de stabilité verticale très précis pour générer de grandes ondes sous le vent de la barrière (une inversion autour ou juste au-dessus des sommets montagneux). Dans le cas des ondes orographiques, l’atmosphère située juste au-dessus de cette inversion est faiblement stable, neutre ou faiblement instable, avec un cisaillement du vent faible ou nul.
La stabilité de l’atmosphère agit comme un « plafond », permettant à l’humidité, aux particules, au vent et, dans le cas présent, aux ondes de se déplacer verticalement ou non. Une atmosphère stable ne laisse rien passer et réfléchit l’air ascendant vers le bas. Dans le cas des ondes orographiques, comme l’atmosphère est faiblement stable à faiblement instable au-dessus du sommet de la montagne, les ondes générées ici peuvent se déplacer verticalement bien plus haut que le sommet de la montagne jusqu’à ce qu’elles se « brisent » sur la tropopause stable. Comme lorsqu’une rivière coule sur un rocher, cela peut créer une zone de forte turbulence au-dessus et juste en aval de la montagne.
Les ondes orographiques sont associées à des tempêtes de vent descendantes telles que les chinooks. Elles peuvent produire des rotors, des nuages lenticulaires stagnants et de grands boucliers de cirrus connus sous le nom d’arche de chinook.
Cette image est un diagramme montrant où se situe la zone de turbulence (encerclée en orange) dans la haute atmosphère due aux ondes orographiques.
Source de l'image : COMETOuvrir une nouvelle fenêtre (en anglais seulement)
Dissipation
Les ondes orographiques se dissipent lorsque le profil de stabilité change, ou lorsque les vents faiblissent ou changent de direction. Des ondes orographiques peuvent accompagner le passage d’un système dépressionnaire, avec des conditions qui changent à mesure que le système avance et que les vents tournent.
Durée
Les ondes orographiques peuvent durer plusieurs heures, voire plus longtemps, en fonction de plusieurs facteurs tels que les conditions atmosphériques (vitesse et direction du vent, stabilité de l’atmosphère), la topographie (taille et direction de la chaîne de montagnes) et la force des ondes orographiques elles-mêmes.
Les ondes orographiques sont plus fréquentes en hiver, lorsque les vents sont plus forts et l’atmosphère plus stable. Les conditions requises font qu’on les trouve généralement du côté sud ou sud-est des systèmes dépressionnaires lorsqu’elles touchent les régions montagneuses de l’ouest du Canada. Les montagnes Rocheuses, la chaîne Côtière, les Appalaches et les monts Saint-Élie sont les lieux les plus courants, comme le montre dans cette figure de la topographie du Canada. Comme le montre la partie inférieure de la carte, les montagnes Rocheuses forment les plus hautes altitudes du Canada, qui sont plus propices à l’apparition d’ondes orographiques. Les montagnes Côtières et les Appalaches, dans l’est du Canada, sont également sujettes aux ondes orographiques.
Source de l'image : Larousse
Graphique montrant la fréquence des PIREP qui signalent de la turbulence due aux ondes orographiques. Le graphique montre clairement que la plupart des cas de turbulence due aux ondes orographiques sont signalés en décembre et en janvier, lorsque l’atmosphère est plus stable et que les vents sont les plus forts. Il y en a beaucoup moins en juillet, en août et en septembre.
Source de l'image : COMETOuvrir une nouvelle fenêtre (en anglais seulement)
La principale difficulté liée à la prévision des ondes orographiques consiste à évaluer si la vitesse, la direction et la stabilité du vent formeront la bonne combinaison pour produire des ondes orographiques capables de se déplacer verticalement. Si c’est le cas, la question de savoir si les conditions seront suffisantes pour provoquer une forte turbulence justifiant l’émission d’un SIGMET constitue un autre défi.
Les ondes orographiques ne sont pas indiquées sur la GFA. Elles peuvent se produire avec des ondes de relief ou des tempêtes de vent descendantes, de sorte que la présence d’une onde de relief sur la GFA est une indication que des ondes orographiques pourraient se produire. Parce qu’elles peuvent accompagner les ondes de relief, un SIGMET sur les ondes orographiques graves peut être superposé à un SIGMET sur les ondes de relief. Un exemple de SIGMET sur les ondes orographiques est présenté dans l'onglet SIGMET.
Les ondes orographiques sont généralement indiquées sur les images satellitaires IR ou de vapeur d’eau par une bande brillante et stationnaire juste en aval d’une chaîne de montagnes. Il s’agit d’un cirrus haut comme un bouclier, créé par l’onde. Cette forme de nuage est communément appelée arche de chinook au Canada, mais elle peut se produire partout où il y a des ondes orographiques. Toutefois, la présence de cette signature sur le satellite ne signifie pas que les ondes orographiques sont importantes ou qu’un SIGMET est justifié.
Les turbulences sont le principal danger associé aux ondes orographiques. Perte ou gain de vitesse ou d’altitude, difficulté à maintenir la stabilité de l’aéronef, inconfort des passagers et de l’équipage et éventuels dommages à l’aéronef en cas de turbulences fortes ou extrêmes.
Gestionnaire de l'exploitation en service
Les ondes orographiques menacent grandement la sécurité aérienne, et le personnel des FSS surveille de près les conditions prévues et observées qui pourraient favoriser leur développement.
Les ondes orographiques génèrent en général des courants ascendants et descendants qui dépassent les limites de conception des aéronefs légers et moyens, ce qui peut entraîner des collisions accidentelles avec le relief, voire des défaillances structurelles de l’aéronef lui-même. Pour les aéronefs IFR dans l’espace aérien de classe A au-dessus des Rocheuses, les ondes orographiques génèrent souvent de la turbulence qui accroît la fatigue de l’équipage de conduite qui doit alors voler manuellement (plutôt qu’utiliser le pilote automatique) et qui peut menacer la sécurité de l’équipage de cabine et nuire au confort des passagers.
FIC
En plus d’informer le pilote de la présence d’ondes orographiques (et de tous les phénomènes dangereux qui y sont associés), le spécialiste qui fournit un exposé météorologique peut suggérer un itinéraire de rechange à travers la région montagneuse si le pilote est disposé à l’entendre. Bien sûr, il faut prendre en considération l’ampleur du fort écoulement en altitude avant de faire cette proposition, car un détour autour d’une masse d’air très importante peut s’avérer peu pratique pour le pilote d’un aéronef léger.
AAS
Les spécialistes du service consultatif aux emplacements situés à proximité et en aval d’un relief montagneux seront à l’affût des nuages lenticulaires et des nuages en rouleau, signe certain de la présence d’une onde orographique. Ces informations seront toujours diffusées dans les METAR/SPECI.
La NTMU accorde peu d’importance à une onde orographique, à moins qu’elle soit informée de conditions météorologiques particulières dans les grands aéroports, susceptibles d’influencer la capacité.
En route, l’onde orographique n’entraîne une intervention de la part de la NTMU que lorsqu’un autre organisme fait une demande de réacheminement ou si le phénomène influence directement la capacité d’un aéronef à traverser les zones touchées.
Espace aérien supérieur (FL290 et plus) : La turbulence orographique est de loin celle qui augmente le plus la charge de travail.
Les turbulences à basse altitude peuvent être très préoccupantes, car les aéronefs sont près du sol dans un état de faible énergie. En général, on détermine la présence d’une onde orographique à partir des GFA, mais certaines personnes qui s’y connaissent bien en conditions météorologiques peuvent reconnaître un risque en vérifiant les prévisions des vents et des températures en altitude ou en recherchant des signes sur les images satellites. Lorsqu’une onde orographique est suffisante pour déclencher un SIGMET, on se sert des produits graphiques (comme HubWx) pour déterminer où est le risque et quelle en est l’importance.
Les ondes orographiques ont tendance à avoir une incidence sur les opérations dans le centre et le sud de l’Alberta. Calgary est généralement plus touchée en hiver.
Dans certains cas, les turbulences peuvent s’étendre suffisamment à l’est pour causer des difficultés aux arrivées et aux départs de CYYC, ce qui peut s’avérer problématique :
Les ondes orographiques peuvent générer des turbulences en haute altitude indiquées dans les GFA, les prévisions de turbulences canadiennes et les outils suivants : cartes de temps significatif dans les niveaux supérieurs et SIGMET actifsOuvrir une nouvelle fenêtre (en anglais seulement).
Les ondes orographiques jouent un rôle important dans la planification des vols effectuée en collaboration avec les répartiteurs.
D’abord, le répartiteur évalue l’activité. En complément de son analyse, il se sert de PIREP internes, de produits similaires provenant de fournisseurs privés (le cas échéant) et de produits plus spécialisés pour confirmer l’étendue et la gravité de la situation. L’équipage procède ensuite à sa propre évaluation d’après les renseignements dont il dispose. Une route qui pourrait dévier de 100 NM du cap initial pour éviter la zone n’entraînera qu’une augmentation mineure du temps de vol dans le cas d’un vol moyen-courrier ou long-courrier. Le plus souvent, le problème est résolu au stade de la planification de vol.
L’activité des ondes orographiques peut toucher les vols en altitude du côté sous le vent des Rocheuses. En cas d’ondes orographiques, les aéronefs peuvent devenir instables. Il leur est alors difficile de maintenir l’altitude qui leur a été attribuée, avec parfois des pertes ou des gains de 500 pieds. Ces conditions nécessitent une montée ou une descente vers un air plus stable ou un réacheminement hors de la zone.
Les ondes orographiques sont fréquentes lors d’une descente vers CYYC depuis l’ouest avec de forts vents en altitude. Lorsque c’est le cas, il est préférable de retarder la descente le plus longtemps possible et de préparer la cabine hâtivement en faisant asseoir et s’attacher tous les passagers et membres d’équipage avant le début de la descente.
Le contrôleur transmet généralement les comptes rendus de turbulences des vols précédents. Pour les ondes orographiques dans les niveaux inférieurs de l’atmosphère, le contrôleur travaille avec les pilotes pour garder l’aéronef en dehors de la zone la plus turbulente aussi longtemps que possible avant d’entamer la descente vers un aéroport comme CYYC.
Source de l'image : Bold Method
Source de l'image : Twitter @YYZBound