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Onde orographique

Légende

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Code METAR

S.O.

Symbole météo

S.O.

DANGERS

  • Les ondes orographiques peuvent provoquer de la turbulence à des niveaux élevés de l’atmosphère, généralement autour des altitudes de croisière des gros aéronefs. Cette turbulence peut être forte, voire extrême, et constitue une menace importante pour l’aviation, car elle peut provoquer des changements brusques d’altitude et de vitesse des aéronefs.
  • Les ondes orographiques provoquent des vents très forts, plus près des crêtes montagneuses et en aval des montagnes. Ces vents forts peuvent provoquer un cisaillement du vent (un changement soudain de la vitesse du vent) sous le vent de la barrière montagneuse, ce qui peut être dangereux pour les aéronefs.

Introduction

Définition

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.

Termes connexes

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Onde orographique

Visualisation

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.

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.

PRINCIPALES PRÉOCCUPATIONS

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. 

Fournisseurs de services

Gestionnaire de l'exploitation en service

  • Près des Rocheuses canadiennes, les turbulences orographiques peuvent avoir des répercussions considérables à presque tous les égards, y compris sur la charge de travail du contrôleur, qui devra produire des rapports de turbulence et rechercher des altitudes de dégagement.
  • Les gestionnaires de l'exploitation en service d’Edmonton utiliseront les prévisions de turbulence canadiennes, les SIGMET et les PIREP pour savoir où sont les zones problématiques.
  • L’activité des ondes orographiques est beaucoup moins fréquente dans les régions de l’est que dans les régions de l’ouest et constitue donc un point d’attention moins important pour les autres gestionnaires de l'exploitation en service.
  • Les gestionnaires de l'exploitation en service de Montréal peuvent être à l’affût de l’incidence d’une onde orographique sur le personnel contrôlant l’espace aérien du Grand Nord du Québec. Pas d’incidence sur le trafic de CYUL, mais les aéronefs peuvent subir des retards si des changements d’altitude ou des déviations latérales sont nécessaires pour éviter des conditions mauvaises.

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.

  • Elle pourrait poser des questions au météorologue quant aux turbulences éventuelles dans les secteurs dans lesquels les aéronefs sont mis en attente pour les aéroports principaux.

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 contrôleurs sont informés de la possibilité d’ondes orographiques lorsqu’ils reçoivent les exposés météorologiques. Ces ondes peuvent toutefois être imprévisibles du côté du contrôle, et les contrôleurs n’apprennent parfois leur existence qu’avec les premiers comptes rendus de la journée.
  • Ces turbulences augmentent considérablement la charge de travail. Elles nécessitent plus de coordination avec les secteurs voisins et, surtout, occasionnent beaucoup plus de transmissions sur les fréquences. Les transmissions sont souvent associées à des variations de vitesse, voire d’altitude.
  • En fonction de la force des turbulences, le contrôleur peut, en de rares occasions, être contraint d’augmenter l’espacement vertical entre les aéronefs et de fermer une partie de l’espace aérien afin d’éviter de mauvaises conditions de vol pour les usagers.

Utilisateurs

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.

  • Les répartiteurs transmettent les ondes orographiques éventuelles ou prévues aux équipages pour leur conscience situationnelle et pour qu’ils procèdent aux ajustements tactiques qui s’imposent en vol.

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 :

  • Le contrôle dispose d’un certain nombre de routes privilégiées à l’arrivée et au départ des grands aéroports, et les déviations nécessitent davantage de coordination et de travail de la part des répartiteurs, des pilotes et des contrôleurs.
  • Souvent, la distance parcourue augmente en conséquence, ce qui accroît la consommation de carburant et les coûts.

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.

  • Les pilotes essaient surtout d’éviter les ondes orographiques prévues, en changeant de route ou de niveau de vol.
  • Les PIREP, les SIGMET et les comptes rendus du contrôleur sont très utilisés et servent à déterminer où sévissent les pires conditions.

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.

  • Les vents forts en altitude et les comptes rendus des pilotes et du contrôleur sont des indicateurs de l’activité des ondes orographiques.
  • Dans les rares cas où une zone d’onde orographique ne peut être évitée, on se sert de certains produits plus spécialisés, dont le système TAPS (Turbulence Auto-PIREP System). Les aéronefs qui en sont équipés envoient automatiquement les conditions de vol en direct. Les pilotes et leur répartiteur peuvent ensuite utiliser ces renseignements à l’aide de leur application d’exposé météorologique. Comme pour les turbulences, plusieurs sources sont consultées. Plus il y a de corrélation entre ces sources, plus les pilotes chercheront à atténuer le problème au stade de la planification en évitant la zone.
  • Si des nuages lenticulaires ou tourbillonnaires sont présents, il y a tout intérêt à éviter activement la zone. La deuxième source d’information la plus fiable est les PIREP. Tous les PIREP ne sont pas transmis aux FIC, mais si des comptes rendus sont transmis verbalement au contrôleur, ce dernier les transmettra au FIC. Si le répartiteur juge les comptes rendus utiles compte tenu de la route et de l’altitude de l’aéronef, il en tiendra compte et les transmettra aux pilotes.
  • Habituellement, les pilotes de l’aviation générale sont bien renseignés par rapport aux ondes orographiques et savent qu’ils doivent être extrêmement prudents en raison de la possibilité de fortes turbulences. En dehors de cela et de leur vigilance à l’égard des nuages lenticulaires et des nuages tourbillonnaires, ils ne connaissent pas beaucoup les conditions détaillées.
  • Il est généralement recommandé aux pilotes qui volent dans des régions montagneuses ou à proximité de celles-ci de suivre un cours de vol en montagne où sont abordés ces questions et d’autres sujets connexes.